Exercícios Resolvidos de Força Centrípeta

O pêndulo da figura abaixo é formado por uma haste rígida de massa desprezível, com uma bola de massa M em sua extremidade. A bola na extremidade do pêndulo descreve um arco de círculo de raio R que atinge a sua altura máxima no ponto B.

Sobre as forças que agem sobre a bola, escolha a alternativa correta:

(A) No ponto A, a tração da haste é igual à força da gravidade sobre a bola.

(B) No ponto A, a tração da haste é maior do que a força da gravidade sobre a bola.

(C) No ponto B, a tração da haste é nula.

(D) No ponto A, a força resultante sobre o pêndulo é nula.

(E) As forças que atuam sobre a bola são a gravidade, a tração da haste e a força centrípeta

Passo 1

No ponto A, temos a força peso e a força de tração atuando na bolinha.

Caso a bolinha estivesse em repouso nessa posição, as forças teriam que ser iguais para que ela estivesse em equilíbrio:

Entretanto, a bolinha passa por A com velocidade fazendo um movimento circular.

Assim, a força resultante sobre ela deve atuar como força centrípeta, portanto a força apontando para o centro da trajetória (tração) deve ser maior:

Nossa resposta é a alternativa (B).

Enquanto as alternativas (A) e (D) estão incorretas.

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Passo 2

No ponto B, a tração da haste não é nula:

No ponto B (amplitude máxima), há um equilíbrio de forças na direção radial.

Isso acontece porque a velocidade da bolinha é zero, ou seja, não deve haver nenhuma força resultante atuando como centrípeta.

A alternativa (C) está incorreta.

Passo 3

Já a alternativa (E) está incorreta porque a força centrípeta não é uma força literalmente.

Como assim?

A força centrípeta é um valor de força resultante apontando para o centro que a bolinha sofre ao realizar uma trajetória circular.

Ou seja, outras forças como a força peso e a força de tração estão dando uma resultante que atua como força centrípeta... sacou?

Resposta

Letra (B)

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