Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas Adicionais - Ex. 106
Imagine que o quilograma-padrão seja colocado no equador terreste, onde se move em uma circunferência de raio (raio da Terra) com uma velocidade escalar constante e devido à rotação da Terra. (a) Qual é o módulo da força centrípeta que age sobre o quilograma-padrão durante a rotação? Imagine que o quilograma-padrão está pendurado em uma balança de mola nesse local e que ele pesaria exatamente se a Terra não girasse. (b) Qual é a leitura da balança de mola, ou seja, qual é o módulo da força exercida pelo quilogama-padrão sobre a balança de mola?
Passo 1
(a) Vamos lembrar da fórmula para a força centrípeta:
O enunciado já deu todas as variáveis que aparecem nessa equação, então:
Passo 2
(b) Bom, nós acabamos de calcular a aceleração centrípeta da massa, certo? Então, pela segunda lei de Newton, podemos escrever o seguinte:
Ou seja, a resultante das forças na direção centrípeta tem que ser igual a .
Quais forças estão atuando nessa direção? Bom, nesse caso, temos o peso na direção do centro da Terra, e a tração da balança de mola, apontando para longe do centro da Terra, na direção radial.
Segundo o enunciado, o peso é , então:
Resposta
(a) O módulo da força centrípeta é .
(b) A leitura da balança de mola é