Questões Física

Uma criança gira no plano horizontal, uma pedra com massa igual a 40g presa em uma cord...

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Q52670 | Física, Sargento da Aeronáutica, EEAR, FAB, Ensino Médio

Uma criança gira no plano horizontal, uma pedra com massa igual a 40g presa em uma corda, produzindo um Movimento Circular Uniforme. A pedra descreve uma trajetória circular, de raio igual a 72cm, sob a ação de uma força resultante centrípeta de módulo igual a 2N. Se a corda se romper, qual será a velocidade, em m/s, com que a pedra se afastará da criança?

Obs.: desprezar a resistência do ar e admitir que a pedra se afastará da criança com uma velocidade constante.  
David Castilho
Por David Castilho em 05/01/2025 04:46:43🎓 Equipe Gabarite
Para resolver esse problema, podemos utilizar a seguinte equação que relaciona a força centrípeta com a massa, o raio da trajetória e a velocidade do objeto em Movimento Circular Uniforme:

\[ F_c = \frac{m \cdot v^2}{r} \]

Onde:

\( F_c \) = força centrípeta (N)

\( m \) = massa da pedra (kg)

\( v \) = velocidade da pedra (m/s)

\( r \) = raio da trajetória circular (m)

Primeiramente, vamos converter a massa de 40g para quilogramas:

\( m = 40g = 0,04kg \)

Agora, podemos substituir os valores na equação e resolver para a velocidade \( v \):

\( 2 = \frac{0,04 \cdot v^2}{0,72} \)

Multiplicando ambos os lados por 0,72:

\( 2 \cdot 0,72 = 0,04 \cdot v^2 \)

\( 1,44 = 0,04 \cdot v^2 \)

Dividindo por 0,04:

\( v^2 = \frac{1,44}{0,04} \)

\( v^2 = 36 \)

\( v = \sqrt{36} \)

\( v = 6 \)

Portanto, a velocidade com que a pedra se afastará da criança será de 6 m/s.

Gabarito: a) 6