Tarzan balança-se na floresta pendurado por um cipó.
a. Imediatamente após lançar-se do galho de uma árvore para ir de cipó até outra árvore, a aceleração de Tarzan é nula ou não? Em caso negativo, para onde ela aponta? Explique.
b. Responda à mesma pergunta considerando o ponto mais baixo do balanço de Tarzan.
Passo 1
Olá, tudo bem? Vem comigo que vou te ajudar a resolver essa atividade de física.
Este é um problema de Dinâmica e Cinemática que analisa o movimento circular de Tarzan. A aceleração a em um movimento circular é a soma da aceleração tangencial () e da aceleração centrípeta ().
Passo 2
- Imediatamente após Tarzan se lançar do galho e iniciar o balanço:
- Quando Tarzan atinge o ponto mais baixo do balanço:
Aceleração não é nula.
Direção: A aceleração resultante () aponta para baixo e para o centro da trajetória (na direção do balanço).
Neste instante, Tarzan ainda está no topo da trajetória. A componente do seu peso () ao longo da tangente à trajetória é máxima, puxando-o para baixo e ao longo da curva. Portanto, não é nula e aponta tangencialmente para baixo.
A velocidade neste ponto (imediatamente após se lançar) é geralmente baixa (ou até zero se ele apenas soltou-se do galho), e a aceleração centrípeta será mínima (próxima de zero).
A resultante ela aponta para baixo, na direção do movimento.
Passo 3
Aceleração não é nula.
Direção: A aceleração resultante () aponta verticalmente para cima (direção do centro da trajetória).
No ponto mais baixo, a tangente é horizontal. O peso () atua verticalmente para baixo e o plano do movimento é vertical. Portanto, o peso não tem componente ao longo da tangente. A velocidade é momentaneamente máxima (pela conservação de energia), e a aceleração tangencial é nula.
Neste ponto, a velocidade é máxima. A aceleração centrípeta é máxima e aponta sempre para o centro da trajetória, que neste caso é verticalmente para cima.
A resultante então ela aponta verticalmente para cima.
Resposta
- Há aceleração, para baixo.
- verticalmente para cima.