Movimento Circular em circunferência vertical

por jlukinha Qui 20 Mar 2014, 14:17

A minha dúvida surgiu com a seguinte questão:

" Uma esfera de massa 2Kg presa a um fio inextensível de 2m de comprimento efetua um movimento circular, segundo a vertical, de modo que, quando ela passa pelo ponto mais alto da trajetória, sua velocidade é de 5 m/s. Nessas condições, admitindo g=10 m/s², determine a intensidade da força de tração no fio. "

A resposta dessa questão é T=5N, a resolução desta ficou bem clara pra mim. No entanto, a minha dúvida é: avaliando o movimento da esfera por toda a circunferência, não só no ponto mais alto desta, a velocidade sempre será constante ? Eu acredito que não, já que o vetor velocidade,em algum momento, se encontrará na mesma reta suporte da aceleração da gravidade, causando uma alteração no modulo da velocidade. Eu gostaria de saber se eu pensei de maneira correta e se isso realmente poderia acontecer. Agradeço a ajuda de todos.

por j.honorio Qui 20 Mar 2014, 14:50

Boa tarde, jlukinha.

Seu pensamento está parcialmente correto. A aceleração é a resultante entre a força centrípeta e a tangencial, enquanto a velocidade tem a mesma direção da aceleração tangencial. O peso da esfera garante que haja tanta aceleração (movimento de subida), quanto retardamento (movimento de descida); pois dele resulta uma componente tangencial não nula. Então, nesse sistema, a velocidade instantânea varia a todo momento em relação ao tempo.

Vale notar, porém, que quando os ângulos são 90º e 270º (sentido da rotação) em relação ao ponto mais alta da trajetória, a aceleração e retardamento têm o maior módulo possível, pois nesse caso a tensão é perpendicular ao peso, o que garante a resultante tangencial máxima.

Espero ter ajudado.