Enunciado

Como mostra a Figura 5.11, uma pedra gira no ar, presa por um fio de comprimento l . A) Qual é a tensão no fio? (Ignore a gravidade.) B) Se o fio arrebentar quando a pedra estiver na posição mostrada na figura, qual será seu movimento subsequente?

Passo 1

Oi pessoas, tudo certo com vocês? Espero que sim 😊. Nessa questão vamos entender mais como funciona o movimento circular.

Observe a imagem da questão! Note que, a tensão do fio vai ser igual a força centrípeta. Pois a força centrípeta nada mais é que a força resultante que puxa o objeto para o centro de um movimento circular.

Lembre-se que a força centrípeta é dada por:

F c = m ∙ a c

Na qual,

a c = v 2 R

Como a tensão é igual a força centrípeta, temos:

T = m ∙ v 2 R

Note que, o raio é igual ao comprimento do fio, logo

T = m ∙ v 2 l

Passo 2

Certo? E se o fio se romper? Vamos lá! Pelo princípio da inercia o corpo que está em movimento tende a continuar em movimento.

Ou seja, se o fio se romper o corpo vai continuar em movimento no mesmo sentido e direção da velocidade, nesse exemplo, pode encontrar na literatura sobre força centrífuga, que nada mais é que a aplicação da lei da inércia.

Resposta

T = m ∙ v 2 l

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