Enunciado
Física - Curso de Física Básica - Mecânica Volume 1 - 5ª Edição - Herch Moysés Nussenzveig- Ed: 5º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 10
Um cabo uniforme, de massa M e coprimento L, está inicialmente equilibrado sobre uma pequena polia de massa desprezível, com a metade do cabo pendente de cada lado da polia. Devido a um pequeno desequilíbrio o cabo começa a deslizar para uma de suas extremidades, com atrito desprezível. Com que velocidade o cabo está se movendo quando a sua outra extremidade deixa a polia?
Passo 1
Antes de tudo, é importante saber que como o cabo é uniforme podemos escrever
Nessa situação só as partes do cabo que estão penduradas são responsáveis pela aceleração do corpo, de modo que a força gravitacional varia ao longo do tempo. Quando um pedacinho muito pequeno de cabo escorrega para baixo em um lado outro pedacinho sobe do outro, vamos escrever isso.
No equilíbrio a gente tinha , mas agora temos uma massinha que escapuliu pra um lado. Fica assim
Modificando nossas variáveis com as relações iniciais onde e temos
Fazendo essa soma, chegamos ao seguinte resultado
Agora vamos aplicar o teorema do trabalho-energia cinética para saber a velocidade final, chega mais!
Como a corda só sai completamente da polia quando metade do seu comprimento escorrega temos,