Question

Em um pêndulo, um fio de massa desprezível sustenta uma pequena esfera magnetizada de massa igual a 0,01 kg. O sistema encontra-se em estado de equilíbrio, com o fio de sustentação em uma direção perpendicular ao solo.
Um ímã, ao ser aproximado do sistema, exerce uma força horizontal sobre a esfera, e o pêndulo alcança um novo estado de equilíbrio, com o fio de sustentação formando um ângulo de 45º com a direção inicial.
Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10 m × s^-2, a magnitude dessa força, em newtons, é igual a:

(A) 0,1
(B) 0,2
(C) 1,0
(D) 2,0

Answer 1

As condições de equilíbrio nas direções horizontal e vertical são expressas por:

F = Tsen 45º

P = Tcos 45º

Logo:

Sendo P = mg = 0,01 × 10 = 0,1 N, tem-se F = 0,1 N.

Answer 2

A força exercida pelo ímã é igual a 0,1 N.

Letra A

De acordo com a Primeira Lei de Newton, se a esfera está em equilíbrio, a força resultante que nela atua é nula.

Fr = 0

Condição de equilíbrio na vertical -

Tcos45° = Peso da esfera

Tcos45° = mg

T√2/2= 0,01 x 10

T√2/2= 0,1

Condição de equilíbrio na horizontal -

F = Tsen45°

F = T√2/2

F = 0,1 N