- Um pêndulo cônico é formado por uma massa de 50 g presa a um cordão de
. A massa gira formando um círculo horizontal de 25 cm de raio.
a) Qual a tensão na corda?
b) Qual a velocidade da massa presa ao cordão?
c) Qual a sua aceleração?
d) Qual é o período do movimento?
a) Qual a tensão na corda?
b) Qual a velocidade da massa presa ao cordão?
c) Qual a sua aceleração?
d) Qual é o período do movimento?
Passo 1
O enunciado descreve um pêndulo cônico em que uma massa
gira, presa a um fio de comprimento
, formando um círculo de raio
. O conteúdo aqui envolve decompor a tensão do fio em componentes vertical e horizontal, usar o equilíbrio estático na direção vertical e a força centrípeta na direção horizontal para movimento circular uniforme.
Passo 2
Pela geometria do pêndulo cônico, o fio faz um ângulo
com a vertical tal que
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Passo 3
No eixo vertical temos equilíbrio entre a componente vertical da tensão
e o peso:
Substituindo valores,
Passo 4
Na direção horizontal a componente da tensão fornece a força centrípeta:
Isolando
,
Passo 5
A aceleração centrípeta é
Passo 6
O período
do movimento é o tempo para percorrer a circunferência
com velocidade
:
Resposta
a)
b)
c)
d)
b)
c)
d)