Enunciado

Uma partícula de massa m desliza sem atrito dentro de uma tigela hemisférica de raio R. Mostre que, se a partícula começa do repouso com um pequeno deslocamento a partir do equilíbrio, ela se move em movimento harmônico simples com frequência angular igual àquela de um pêndulo simples de comprimento R. Isto é, 5 "g/R.

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Temos:

F = - m g s i n ⁡ θ  e  t a n ⁡ θ = x R

Para pequenos deslocamentos:

tan ⁡ θ ≈ sin ⁡ θ  e  F = - m g R x = - k x

Uma vez que a força restauradora é proporcional ao deslocamento do equilíbrio, o movimento é um movimento harmônico simples.

Comparando F = - m ω 2 x , temos:

ω = k m = g R

Resposta

ω = k m = g R

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