Gabarito disponível
Texto-base:
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s². 1,0 cal = 4,2 J = 4,2 × 10⁷ erg. Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Massa específica da água: 1,0 g/cm³. Massa específica do ar: 1,2 kg/m³. Velocidade do som no ar: 340 m/s.
Um pêndulo simples oscila com uma amplitude máxima de 60° em relação à vertical, momento em que a tensão no cabo é de 10 N. Assinale a opção com o valor da tensão no ponto em que ele atinge sua velocidade máxima.
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s². 1,0 cal = 4,2 J = 4,2 × 10⁷ erg. Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Massa específica da água: 1,0 g/cm³. Massa específica do ar: 1,2 kg/m³. Velocidade do som no ar: 340 m/s.
Um pêndulo simples oscila com uma amplitude máxima de 60° em relação à vertical, momento em que a tensão no cabo é de 10 N. Assinale a opção com o valor da tensão no ponto em que ele atinge sua velocidade máxima.
Resolução comentada
Tensão máxima no ponto mais baixo, a partir de T = mg·cos60° na extremidade.
Na extremidade (v = 0), T = mg·cos60° = mg/2 = 10 N, logo mg = 20 N. No ponto mais baixo, a conservação de energia dá v² = 2gL(1 − cos60°) = gL. Então T = mg + mv²/L = mg + mg = 2mg = 40 N.
Análise das alternativas
A (10 N) é a tensão na extremidade. B, C e E não resultam de T = mg + mv²/L com mg = 20 N. B (20 N) é só o peso, C (30 N) e E (50 N) não têm base física.
Referência: Dinâmica do movimento circular; conservação da energia mecânica.
Resolução comentada do VaiConcursos.