Resolução do Pense & Responda de 10 / 09

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A figura mostra o instante do rompimento do fio preso a um corpo, colocado a girar num plano vertical. O raio da circunferência descrita pelo corpo é igual a 10 m. Após o rompimento este descreveu uma trajetória parabólica, atingindo a plataforma. Sabendo-se que a massa do corpo é igual a 0,1 kg, qual era a intensidade da força de tração que atuava no fio no instante imediatamente anterior ao rompimento? Despreze os atritos.

Considere g = 10 m/s²

x

Resolução:

Vamos inicialmente calcular o tempo de queda, isto é, o intervalo de tempo desde o instante que o corpo é lançado horizontalmente até atingir a plataforma, lembrando que a projeção vertical do movimento parabólico é um MUV:

S = gt²/2 = > 20 = 5t² = > t = 2s

A velocidade com que o corpo é lançado horizontalmente é calculada lembrando que a projeção horizontal do movimento parabólico é um MU:

S = v.t = > 40 = v.2 = > v = 20 m/s

Imediatamente antes de o fio romper, as forças que agem no corpo são o peso P e a tração T, cuja resultante é centrípeta. Assim, temos:

P + T = m . v²/R = > 0,1 . 10 + T = 0,1 . (20)²/10 = > T = 3N