UNEMAT 2009 (2º semestre) — questão 3 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a força de tração no fio quando o pêndulo passa pelo ponto mais baixo.

Passo 1 — as forças no ponto mais baixo. Atuam a tração T (para cima, rumo ao centro da circunferência) e o peso P (para baixo). Como a massa descreve um arco de circunferência, a resultante dessas forças na direção do fio é a resultante centrípeta, apontando para o centro (para cima):

$$T - P = \frac{m\,v^2}{L}$$

Passo 2 — os números: P = 0,3 × 10 = 3 N e

$$\frac{m\,v^2}{L} = \frac{0{,}3 \times 36}{3} = 3{,}6\ \text{N}$$

$$T = 3 + 3{,}6 = 6{,}6\ \text{N}$$

⚠️ A armadilha: igualar a tração ao peso (3 N, como se o pêndulo estivesse parado) ou à força centrípeta sozinha (3,6 N). No ponto mais baixo, o fio tem de segurar o peso e ainda fornecer a resultante centrípeta; por isso a tração é maior que o peso.

A ideia em uma frase: no ponto mais baixo, tração menos peso é igual a m·v²/L.

Resposta: alternativa A (6,6 N).