Um pequeno objeto, de massa começa a deslizar (com velocidade que pode ser considerada nula) do topo de um hemisfério de raio , que pode ser considerado perfeito. A partir daí, o objeto, que pode ser considerado uma partícula, se move seguindo o hemisfério, conforme a figura
Considerando que o objeto está sempre em contato com o hemisfério, e que o atrito pode ser desprezado, qual o módulo da força que o objeto exerce sobre o hemisfério quando ele se encontra na posição indicada na figura, cujo raio faz um ângulo com a vertical?
a)
b)
c)
d) A força é nula
e)
Passo 1
A primeira parte do problema é descobrir qual é a velocidade do objeto já que a medida que o objeto vai caindo ele vai ganhando velocidade e perdendo um pouco de contato entre o hemisfério
Como não temos nenhuma força não conservativa atuando no sistema podemos conservar a energia mecânica
Passo 2
Agora que já sabemos a velocidade, podemos calcular a resultante centrípeta usando a normal e a componente do peso que aponta pro centro da curva.
Substituindo a velocidade que achamos no item anterior