Física · resultante centrípeta · conservação da energia mecânica · tração
Um pai faz um balanço utilizando dois segmentos paralelos e iguais da mesma corda para fixar uma tábua a uma barra horizontal. Por segurança, opta por um tipo de corda cuja tensão de ruptura seja 25% superior à tensão máxima calculada nas seguintes condições: • O ângulo máximo atingido pelo balanço em relação à vertical é igual a 90°; • Os filhos utilizarão o balanço até que tenham uma massa de 24 kg. Além disso, ele aproxima o movimento do balanço para o movimento circular uniforme, considera que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s² e despreza forças dissipativas. Qual é a tensão de ruptura da corda escolhida?
120 N
300 N
360 N
450 N
900 N
No ponto mais baixo, a tração total é 3 vezes o peso: 720 N. Cada segmento leva 360 N, e com a margem de 25% a corda precisa aguentar 450 N.
Por que a D é a certa
Solto a 90° da vertical, o balanço desce a altura L do comprimento da corda e chega embaixo com v² = 2gL. Ali a tração está no máximo: ela equilibra o peso e ainda fornece a resultante centrípeta mv²/L = 2mg. A tração total é 3mg = 3 × 24 × 10 = 720 N, dividida entre os dois segmentos: 360 N em cada. A corda escolhida aguenta 25% a mais: 360 × 1,25 = 450 N.
Esta página não sabe qual alternativa você marcou — o aplicativo sabe, e começa por ela. Nele esta questão ainda traz:
Todas as questões continuam de graça, com gabarito, aqui e no aplicativo. A explicação completa é de quem assina — e as 15 primeiras são por nossa conta.
Precisava saber