Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 8.Exercícios e Problemas - Ex. 6
6. || Um bloco de 200 g, preso por um barbante de 50 cm de comprimento,
descreve um círculo sobre uma mesa horizontal, livre de
atrito, a 75 rpm.
a. Quanto vale a velocidade do bloco?
b. Quanto vale a tensão no barbante?
Passo 1
Eai, se liga nesse enunciado. Ele ta dizendo que o bloco faz 75 rotações por minuto.
Então precisamos descobrir quanto ele anda em cada giro, pra conseguir calcular a velocidade dele.
Como o bloco tem uma velocidade constante podemos escreve-la assim:
A distância, , é igual a 75 vezes o tamanho da circunferência.
E o tempo é igual a um minuto.
A gente já tem o tamanho do raio dessa circunferência, que é o tamanho do barbante, . A circunferência vale:
Já podemos calcular a velocidade do bloco
Passo 2
A força do barbante vai ser a força centripeta desse movimento.
Sabemos que a força centripeta é igual a massa vezes a aceleração centripeta (2ª Lei de Newton). E sabemos que a aceleração centripeta é igual a velocidade ao quadrado dividido pelo raio, assim:
Então a força cetripeta fica:
A gente tem todos esses valores, vamos substituir:
Calculando isso ai:
Ou seja a tensão vale