Uma pequena esfera de massa m é presa na extremidade de um fio ideal de comprimento ` que tem sua outra extremidade presa a um ponto no teto, formando um pêndulo, como indicado na figura. A esfera é solta de uma posição horizontal, passando a se movimentar pela trajetória como a indicada.

São feitas as seguintes observações sobre o movimento

do pêndulo:

I) Quando na posição mais baixa, a componente tangencial da aceleração possui seu valor máximo.

II) Quando a massa m passa pela posição mais baixa, temos que a tração feita pelo fio sobre a

massa é máxima.

III) A massa m descreve um movimento circular uniforme pois a resultante das forças é a centrípeta.

Quais das afirmações acima estão incorretas:

(a) I) e III)

(b) Apenas I)

(c) Apenas II)

(d) Apenas III)

(e) I) e II)

(f) II) e III)

Passo 1

Durante o movimento, temos 2 forças atuando: o peso e a tração.

Vamos analisar cada alternativa.

I) Quando na posição mais baixa, a componente tangencial da aceleração possui seu valor máximo.

Na posição mais baixa as forças vão estar assim:

Então, vemos que, na posição mais baixa, não temos uma componente tangencial da aceleração. Aqui a aceleração está na forma de aceleração centrípeta.

Logo, nessa posição a aceleração tangencial é nula. Então essa é falsa.

Passo 2

II) Quando a massa m passa pela posição mais baixa, temos que a tração feita pelo fio sobre a

massa é máxima.

Ainda estamos na posição mais baixa. Nessa situação, temos a segunda lei de Newton assim:

F r = m a

T - P = m a c

Assim:

T = m a c + P

Em qualquer outra posição, teremos que a força na direção radial é:

T - P cos ⁡ θ 0 = m a c

Pois:

T = m a c + P cos ⁡ θ

P cos ⁡ θ < P

Então, na posição mais baixa é de fato quando o módulo da tração é máximo.

Passo 3

III) A massa m descreve um movimento circular uniforme pois a resultante das forças é a centrípeta.

Olhando pra qualquer posição que não seja a mais baixa, vemos que existe uma componente da força peso não nula na direção tangencial.

Logo, existe uma força resultante na direção tangencial.

Essa também tá errada.

Resposta

Alternativa A.

Exercícios de Livros Relacionados

Um gato está cochilando em um carrossel parado, a uma distância de 5,4m do centro. O brinquedo é ligado e logo atinge a velocidade normal de funcionamento, na qual completa uma volta a cada 6,0s . Qua
Uma artista de circo de 52k g precisa descer escorregando por uma corda que arrebentará se a tração exceder 425N . (a) O que vai acontecer se a artista ficar parada, pendurada na corda? (b) Para que v
Zach, cuja massa vale 80k g , encontra-se em um elevador que desce a 10m / s . O elevador leva 3,0s para frear até a parada total no andar térreo.Qual é o peso de Zach antes do elevador começar a frea
Cintos de segurança e air bags salvam vidas ao reduzirem as forças exercidas sobre o motorista e os passageiros em uma colisão. Os carros são projetados com uma “zona de enrugamento” na metade frontal
Em um experimento de eletricidade, uma bola de plástico de 1,0g é suspensa por um barbante de 60c m de comprimento e eletrizada. Uma haste eletrizada é trazida para próximo da bola e exerce sobre esta