Question

Você está girando um balde que contém uma quantidade de água de massa 2,0
kg, em um círculo vertical de raio de 1,0 m. Se a rapidez no topo do círculo for de
18 km/h, determine:

(a) A força exercida pelo balde sobre a água no topo do círculo.
(b) O valor mínimo de v para que a água permaneça dentro do balde.
(c) Qual é a força exercida pelo balde sobre a água na base do círculo, onde a
rapidez é de 18 km/h.

Answer 1

a) No ponto mais alto do círculo a resultante será:

A normal aponta para o centro do círculo e ela a força que estamos procurando.

18 ÷ 3,6 = 5 m/s

N + P = FC

N = FC - P

N = mV²/R - mg

N = m( V²/R - g)

N = 2 . ( 5²/1 - 10)

N = 2 . ( 25 -10)

N = 2 . 15

N = 30 N

b) Nessa condição temos que ter centrípeta igual ao peso para que não caia.

FC = P

mV²/R = m.g

V² = R. g

V = √Rg

V = √(1.10)

V ≈ 3,16 m/s

c) Resultante será:

FR = P - FC

FR = m.g - mV²/R

FR = 20 - 20*5²

FR = 20 - 500

FR = -480 N