Uma partícula P, de massa m, está presa na periferia de um disco que gira com velocidade angular constante em torno de um eixo horizontal que passa pelo seu centro. Considere esse sistema próximo à superfície terrestre. Sobre o módulo da força resultante que atua na partícula, é correto afirmar que

Uma partícula P, de massa m, está presa na periferia de um disco que gira com velocidade angular constante em torno de um eixo horizontal que passa pelo seu centro. Considere esse sistema próximo à superfície terrestre. Sobre o módulo da força resultante que atua na partícula, é correto afirmar que

• A)quando a partícula passa pelo ponto mais baixo da sua trajetória o módulo é o maior durante o movimento.
• B)quando a partícula passa pelo ponto mais alto da sua trajetória o módulo é o menor durante o movimento.
• C)o módulo é o mesmo em todos os pontos da trajetória.
• D)o módulo é o menor nos pontos da trajetória em que o vetor velocidade da partícula tem direção vertical.

Para entender melhor essa questão, vamos analisar as forças que atuam na partícula P. Temos a força centrípeta, que é a responsável por manter a partícula em movimento circular, e a força peso, que é a força exercida pela gravidade sobre a partícula. A força resultante é a soma vetorial dessas duas forças.

Quando a partícula se encontra no ponto mais alto da sua trajetória, a força peso está apontando para baixo e a força centrípeta está apontando para o centro do disco. Já quando a partícula se encontra no ponto mais baixo da sua trajetória, a força peso está apontando para baixo e a força centrípeta está apontando para o centro do disco.

Percebe-se que em ambos os casos, as forças peso e centrípeta têm o mesmo módulo, mas direções diferentes. Isso significa que o módulo da força resultante é o mesmo em todos os pontos da trajetória, pois a composição das forças é a mesma em todos os pontos. Logo, a alternativa C) é a correta.

É importante notar que a força resultante não depende da altura em que a partícula se encontra, e sim da composição das forças peso e centrípeta. Portanto, não há variação do módulo da força resultante ao longo da trajetória.

Além disso, é fundamental lembrar que a força centrípeta é a responsável por manter a partícula em movimento circular, e sua direção sempre aponta para o centro do disco. Já a força peso é a força exercida pela gravidade sobre a partícula, e sua direção sempre aponta para baixo.

Em resumo, o módulo da força resultante que atua na partícula P é o mesmo em todos os pontos da trajetória, pois a composição das forças peso e centrípeta é a mesma em todos os pontos.