Um pêndulo é formado por um fio de 10 cm de comprimento e uma massa de 20 g presa em sua extremidade livre. O pêndulo chega ao ponto mais baixo de sua trajetória com velocidade escalar de
. Qual a tração no fio quando o pêndulo chega nesse ponto da trajetória?
Passo 1
O enunciado descreve um pêndulo de comprimento
com massa
que atinge o ponto mais baixo com velocidade
. O conteúdo de física aqui é dinâmica em movimento circular e o que precisamos usar é o equilíbrio de forças no ponto mais baixo, onde existe força centrípeta.
Passo 2
Primeiro convertemos as unidades para o SI:
Passo 3
No ponto mais baixo, a tração
no fio e o peso
atuam verticalmente. Como o movimento é circular, precisamos de uma força centrípeta para manter a massa na trajetória. A soma das forças na direção radial (para cima positiva) dá:
Passo 4
A aceleração centrípeta é dada por
Logo,
Passo 5
Agora calculamos a tração:
Resposta
A tração no fio vale aproximadamente
.