Um menino faz uma pedra descrever uma circunferência horizontal com 1,5m de raio 2,0m acima do chão. A corda se parte e a pedra é arremessada horizontalmente, chegando ao solo depois de percorrer uma distância horizontal de 10m. Qual era o módulo da aceleração centrípeta da pedra durante o movimento circular?
Passo 1
Nessa questão é preciso analisar o movimento circular e o movimento oblíquo, após o rompimento da corda.
Para sabermos a aceleração centrípeta, precisamos descobrir a velocidade.
A figura abaixo mostra a trajetória da pedra após o rompimento da corda.
Passo 2
Passo 3
Sabemos do movimento do projétil que
Pela figura que montamos, vemos que quando a pedra chega ao solo, x vale e y vale .
Além disso, e a velocidade da pedra antes da ruptura é igual a .
Passo 4
Substituindo a equação de y para descobrirmos o tempo:
Passo 5
Substituindo a equação de x para descobrirmos a velocidade:
Passo 6
Como descobrimos a velocidade e sabemos o raio, basta substituir na fórmula: