• Marque suas respostas nas caixas acima.
    1 (6 pontos) Um pendulo, consistindo de uma esfera de massa 56,0 g e um fio de comprimento 1,72 m é levemente deslocado para a direita de um pequeno ângulo, até atingir uma altura de 0,0825 m acima da sua posicão mais baixa. O pendulo é solto dessa posição e entăo começa a oscilar. (a) Calcule o valor da tensão no fio quando o pendulo passa pelo posição mais baixa
    (a) (A) 0,925 N, (B) 0,602 N, © 1,04 N, (D) 1,54 N, (E) 0,675 N, (F) 0,864 N, (G) 1,45 N, (H) 0,780 N, (I) 1,62 N, (J) 0,983 N, (K) 1,10 N, (L) 0,524 N, (M) 1,24 N, (N) 1,37 N, (O) 0,741 N,

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre pêndulo que envolve calcular a tensão no fio quando ele está na posição mais baixa. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de força gravitacional e força centrípeta. Vamos dividir em passos para facilitar!

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece com o pêndulo. Quando ele é puxado para um lado e depois solto, ele ganha energia potencial que se transforma em energia cinética na posição mais baixa. A energia potencial é dada por , onde é a massa, é a aceleração da gravidade e é a altura.

Passo 3

A energia cinética na posição mais baixa é mgh = 12mv^2 . Como a energia potencial se converte totalmente em energia cinética, podemos igualar as duas:
v^2 = 2gh
Simplificando, temos:

Passo 4

Agora, queremos encontrar a tensão no fio na posição mais baixa. A tensão T = mg + mv^2L é a soma da força gravitacional T = mg + m cdot 2ghL e da força centrípeta necessária para manter o movimento circular:
Substituímos por :

Passo 5

Vamos inserir os valores fornecidos:
  • Massa mg = 0,056 times 9,81 = 0,549 , N
  • Comprimento 0,056 times 2 times 9,81 times 0,08251,72 approx 0,0527 , N
  • Altura
  • Aceleração da gravidade
Calculando :
Calculando :

Passo 6

Somando as duas forças:
T = 0,549 , N + 0,0527 , N approx 0,602 , N

Resposta

A tensão no fio quando o pêndulo passa pela posição mais baixa é aproximadamente 0,602 N.

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