Question

Um menino faz girar uma pedra de 260g em uma circunferência vertical
de raio 0, 650m. A corda amarrada na pedra tem massa desprezível e arrebentará se a mesma exceder uma força de 33N. Suponha que o menino aumente
aos poucos a velocidade da pedra. (a) a corda arrebentará no ponto mais alto
ou no ponto mais baixo da circunferência?; (b) para qual valor da velocidade a
corda arrebentará?

Answer 1

A corda arrebentará no ponto mais baixo.

A velocidade com que a corda arrebentará será de 9,1 m/s.

A força centrípeta representa a resultante responsável pelo movimento circular. Podemos calcular a força centrípeta por meio da seguinte equação-

Fc = mV²/R

No ponto mais alto da trajetória da pedra a força centrípeta equivale a -

• Fc = T + P

No ponto mais baixo -

• Fc = T - P

Dessa forma, se a velocidade no ponto mais alto for igual a velocidade no ponto mais baixo, a corda arrebentará no ponto mais baixo.

Para calcular a velocidade com que a corda arrebentará devemos igualar a força centrípeta a 33 N.

Fc = 33 N

33 = mV²/R

33 = 0,26V²/0,650

21,45 = 0,26V²

82,5 = V²

V = 9,1 m/s