Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 70
70. Um foguete sobe com aceleração igual a a partir da plataforma de lançamento na Terra. Dentro do foguete, uma pequena esfera de está pendurada no teto por um fio leve de . Se a esfera for deslocada da vertical e solta, ache a amplitude e o período da oscilação resultante desse pêndulo.
Passo 1
O enunciado já nos deu a resposta de um dos parâmetros que ele quer saber, no caso a amplitude.
Em um pêndulo, a amplitude é dada pelo ângulo máximo no qual ele faz com a vertical, e o enunciado já nos diz que o pêndulo é solto com um ângulo de .
Agora o período pode ser encontrado com a seguinte fórmula, quando temos um pêndulo oscilando com ângulo pequeno que é o nosso caso.
Você pode estar se perguntando por que e não . A resposta é que como o foguete está subindo na vertical com uma aceleração de não temos só a aceleração da gravidade para baixo, temos mais essa aceleração também, assim:
Assim:
Passo 2
Vamos calcular o período então, temos o seguinte:
Substituindo os valores de e , temos:
Então temos que: