Exercícios Resolvidos de Força Centrípeta

Força Centrípeta

Uma bola de massa M está amarrada numa corda e gira descrevendo um círculo vertical com velocidade cujo módulo é constante e vale V , como mostrado no diagrama abaixo. Em que ponto a corda tem maior probabilidade de quebrar, porque tem a maior tensão?

a) posição A .

b) posição B .

c) posição C .

d) posição D .

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

Passo 1

Vamos fazer o diagrama das forças que atuam na bolinha em cada ponto e comparar a tensão da corda em cada um deles.

Muito bem, por se tratar de um movimento circular, sabemos que em todos os pontos terá uma resultante para o centro do circulo denominada força centrípeta.

F c p = m . v 2 R

Visto que a massa da bolinha, o Raio do circulo e a velocidade da bolinha são constantes em todos os pontos, a força centrípeta também será constante em todos os pontos.

Agora vamos analisar a força centrípeta em todos os pontos, ou seja, a resultante para o centro o circulo.

Nos pontos B e D , apenas a tensão da corda têm a direção do centro do círculo, logo:

T B = T D = F c p

No ponto A , a força peso e a tensão na corda têm a direção e sentido para o centro do círculo, logo:

T A + P = F c p

T A = F c p - P

No ponto C , a força peso e a tensão na corda têm a direção do centro do círculo, porém, sentidos opostos, logo:

T C - P = F c p

T C = F c p + P

Então comparando as tensões:

T A = F c p - P T B = F c p T C = F c p + P T D = F c p

Logo a tensão será maior no ponto C .

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Resposta

Alternativa c .

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