Enunciado

4. Considere um pêndulo balançando de um lado para o outro por uma corda. Use uma análise de diagrama de movimento e redija uma explicação para responder a cada uma das seguintes questões.

a . No ponto mais baixo do movimento, a velocidade é nula ou não nula? A aceleração é nula ou não-nula? Se estes vetores não são nulos, para onde eles apontam?

b .   No fim do arco que o pêndulo descreve, quando ele se encontra no ponto mais alto de um lado ou do outro, a velocidade é nula ou não-nula? E quanto à aceleração? Se estes vetores não são nulos, para onde eles apontam?

Passo 1

( a )

Iremos traçar os vetores para v e para a nesse ponto.

Lembre-se de um movimento circular, podemos decompor em componentes x   e   y , e traçar um resultante, sempre observando o que aumenta e o que diminui, e como isso interfere no resultante. Lembre-se também que cada item tem seu comportamento (posição, velocidade, aceleração.)

Você também pode observar o s vetores de forma animada nesse simulador do link a seguir (é gratuito ), só observe que no simulador há um movimento circular completo. A depender do que esteja observando vc deve se adaptar.

https://bit.ly/2JTMbRa

Para v

Na volta o vetor v   é em sentido oposto

Para a

Desse modo, a velocidade no ponto mais baixo não é zero. O vetor de velocidade neste ponto é tangente ao círculo. Temos também que a aceleração não é zero e o vetor de aceleração aponta para o centro do círculo.

Passo 2

( b )

Mas uma vez iremos traçar os vetores para v e para a nesse ponto.

Para v

Para a

O final do arco é como o ponto mais alto de uma bola lançada para cima. A velocidade é zero no instante em que o pendulo atinge a máxima de sua trajetória. Nesse momento o vetor para de apontar para fora de modo tangencial(em anti-horario) , para em seguida apontar para “dentro” de modo tangencial(em horário).

No entanto, a aceleração não é zero neste momento. A velocidade está mudando no ponto final, e isso requer uma aceleração. Até por que para haver mudança de direção, é necessário haver aceleração.

Resposta

a .

Velocidade é não-nula. Aceleração é não-nula. v tangencial ao movimento e a aponta para o centro.

b .  

Velocidade é nula. Aceleração é não-nula. Aceleração aponta para o centro.

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