Questões comentadas: Trajetórias Curvilíneas

Leia o resumo “Quais são as forças presentes em trajetórias curvilíneas?” e resolva os exercícios abaixo.

1.(PUC-RJ) Um carro de massa m = 1000 kg realiza uma curva de raio R = 20 m com uma velocidade angular w = 10 rad/s.

A força centrípeta atuando no carro em newtons vale:

a) 2,0 106.
b) 3,0 106 .
c) 4,0 106.
d) 2,0 105.
e) 4,0 105.

2.(UFRS) A figura a seguir representa um pêndulo cônico ideal que consiste em uma pequena esfera suspensa a um ponto fixo por meio de um cordão de massa desprezível.

Para um observador inercial, o período de rotação da esfera, em sua órbita circular, é constante. Para o mesmo observador, a resultante das forças exercidas sobre a esfera aponta

a) verticalmente para cima.
b) verticalmente para baixo.
c) tangencialmente no sentido do movimento.
d) para o ponto fixo.
e) para o centro da órbita.

Gabarito

1. A

Resolução passo-a-passo:

Pelo que já estudamos de cinemática de movimento circular, podemos relacionar a velocidade angular, dada no problema, com a velocidade linear do carro pela seguinte equação:

V = w . R

Junto com tal conhecimento, também podemos dizer que a aceleração centrípeta é dada por:

Logo, pela equação acima,

a = 2000 m/s^2 = 2. 10^3 m/s^2

Como força é massa vezes aceleração

F = 1000 .2. 10^3 = 2 . 10^6 N.

2. E

Resolução passo-a-passo:

Desenhando e separando as forças em trajetórias verticais e horizontais:

Imagine que esta configuração esteja rodando. Então a força m.g.senθ sempre estará apontando para o centro da circunferência criada pelo pêndulo. Logo, a resposta correta é letra E.

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