Gabarito disponível
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.
Obs.: desprezar a resistência do ar e admitir que a pedra se afastará da criança com uma velocidade constante.
Resolução comentada
Pela força centrípeta obtém-se v; ao romper a corda a pedra segue em MRU com essa velocidade tangencial.
Fcp = m·v²/R, então v² = Fcp·R/m = 2 × 0,72 / 0,04 = 36, e v = 6 m/s. Rompida a corda, a pedra sai pela tangente com velocidade constante de mesmo módulo.
Análise das alternativas
12, 18 e 36 m/s vêm de erros de cálculo, como não extrair a raiz (36) ou errar as unidades de massa (g para kg) e raio (cm para m).
Referência: Dinâmica do movimento circular: Fcp = m·v²/R.
Resolução comentada do VaiConcursos.