Elaboração própria. Uma menina gira, sobre uma mesa, uma esfera de 0,2 kg presa a um fio de 50 cm. Considerando o fio ideal, e sabendo que a velocidade escalar da esfera é 10 m/s, qual é a força de tração no fio? 10 m/s 50 cm Elaboração própria. Uma menina gira, sobre uma mesa, uma esfera de 0,2 kg presa a um fio de 50 cm. Considerando o fio ideal, e sabendo que a velocidade escalar da esfera é 10 m/s, qual é a força de tração no fio?
A) 20 N.
B) 25 N.
C) 30 N.
D) 35 N.
E) 40 N.
A) 20 N.
B) 25 N.
C) 30 N.
D) 35 N.
E) 40 N.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de Física juntos! A gente tem uma menina girando uma esfera de 0,2 kg presa a um fio de 50 cm. Sabemos que a velocidade da esfera é de 10 m/s. O objetivo aqui é descobrir qual é a força de tração no fio. Para isso, vamos usar os conceitos de movimento circular uniforme e força centrípeta.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que quando a menina gira a esfera, ela está fazendo um movimento circular. Nesse tipo de movimento, há uma força que mantém o objeto seguindo esse caminho circular, e essa força é chamada de força centrípeta. No nosso caso, essa força é fornecida pela tração do fio.
Passo 3
A fórmula para calcular a força centrípeta ($ F_c $) é:
Onde:
- $ m $ é a massa da esfera,
- $ v $ é a velocidade da esfera,
- $ r $ é o raio da trajetória circular (comprimento do fio).
Passo 4
Vamos identificar os valores que temos:
- Massa ($ m $) = 0,2 kg
- Velocidade ($ v $) = 10 m/s
- Comprimento do fio ($ r $) = 50 cm = 0,5 m
Passo 5
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula:
Primeiro, calculamos $ 10^2 $:
Então:
Multiplicando 0,2 por 100:
Agora, dividimos por 0,5:
Resposta
A força de tração no fio é de 40 N.