Trabalhos de Massa Inercial e Massa Gravitacional

Vamos descrever um interessante problema de física, discutindo-o apenas no campo qualitativo.

Um guindaste faz duas operações distintas, em tempos diferentes.



A primeira operação consiste em erguer, de forma acelerada, uma campânula em vácuo, na qual há dois roletes "A" e "B" esticados por uma mola "C". Em cada rolete há um calço retrátil, os quais funcionam como freios.

No momento de partida da primeira operação (I - De baixo para cima), os calços são retraídos. de modo que a superfície de rolagem do piso torna-se completamente plana. Nessa condição, os cilindros ficarão mais pesados e o atrito com o piso será maior que numa situação onde g = 9,8 m/s. Os cilindros devem girar em sentido horário e anti-horário, respectivamente. Quando a mola terminar seu trabalho, os cilindros devem chocar-se e dissipar a energia cinética em oscilação "vai-e-vem" seguida de choques e por calor atrito com o piso com a superfície dos cilindros, até que finalmente parem.

No momento de descida da segunda operação (II - De cima para baixo), os calços são igualmente retraídos. Nessa situação, o guindaste simula um movimento de queda livre, freando um pouco antes da campânula se chocar ao solo.

Percebe-se nessa segunda situação que o atrito  entre os cilindros e o piso da campânula é nulo. Desta maneira, o tempo de aproximação entre os cilindros será menor que na operação I.

Outro ponto interessante é que na subida (operação I) a mola irá realizar um trabalho (Tau=Fd) superior ao realizado na operação de descida, pois além do trabalho de aproximação dos roletes, terá de pô-los em movimentos circulares antagônicos, algo que não acontece na operação II.

É dito que o trabalho da força-peso independe da trajetória. Mas, com a implementação dos roletes, alguma coisa iria mudar   ?