Question

uma pessoa amarra em um pedaço de madeira um barbante e na ponta do outro barbante amarra uma pedra. Essa pessoa então segura no pedaço de madeira e começa a girar a pedra. Que tipo de movimento está acontecendo com essa experiência? Explique

Answer 1

Vamos lá...

Nomenclaturas:

Fr = força resultante.
m = massa.
a = aceleração.
v^2 = velocidade elevado ao quadrado.
R = razão.

Aplicação:

Observe que ao amarrar em uma das extremidades do barbante, uma pedra e, em outra de sua extremidade, uma madeira, teremos forças que devem ser analisadas pois as mesmas influenciam na forma de movimento descrito pela pedra.

Desta forma, temos a força peso da pedra estando orientada verticalmente para baixo. Mas, também, temos a força de tração que a pedra exerce no barbante sendo orientado verticalmente para cima.

Das forças atuante na madeira a única que iremos descrever é a força de tração que inclusive possuirá o mesmo módulo da tração gerada pela pedra no barbante, para uma mesma corda, teremos a mesma tração.

Ao começar girar o pedaço de madeira, consecutivamente, a pedra entrará em movimento e, a mesma, vai descrever um "movimento circular", onde a força de tração será equivalente a força centripeta, ou seja, tração e velocidade serão perpendiculares.

Por fim, o módulo da aceleração descrita pelo "movimento circular" da pedra pode ser calculada pela seguinte expressão:

Fr = m × a.
Fr = m × v^2 / R.

Devendo adotar, por convenção, o sentido Anti-horário como positivo e o sentido horário, ao movimento, como negativo.


Espero ter ajudado!