Uma partícula descreve uma trajetória circular com raio de 10 metros e velocidade de módulo constante, percorrendo 80 metros em 4,0 segundos. Determine o período e a aceleração centrípeta desse movimento.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre uma partícula que se move em um caminho circular com raio de 10 metros e velocidade constante, percorrendo 80 metros em 4 segundos. Nosso objetivo aqui é determinar o período desse movimento e a aceleração centrípeta envolvida. Para isso, vamos usar conceitos de Movimento Circular Uniforme e algumas fórmulas básicas de física.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a velocidade da partícula. A velocidade (
) é dada pela distância total percorrida dividida pelo tempo gasto. Então:
Passo 3
Agora, precisamos encontrar o período (
), que é o tempo que a partícula leva para completar uma volta completa na trajetória circular. Para isso, primeiro calculamos a circunferência do círculo, que é dada por:
Onde
é o raio da trajetória. Substituindo os valores:
Passo 4
Com a circunferência conhecida, podemos encontrar o período usando a fórmula:
Substituindo os valores que já temos:
Passo 5
Agora, vamos calcular a aceleração centrípeta (
), que é a aceleração que mantém a partícula na trajetória circular, direcionada para o centro do círculo. A fórmula para a aceleração centrípeta é:
Substituindo os valores:
Resposta
O período do movimento é
segundos (aproximadamente 3,14 segundos) e a aceleração centrípeta é de
.