Uma pessoa segura um pequeno corpo de massa m que está preso a um ponto fixo por um fio flexível de comprimento R. O fio está, inicialmente, estendido horizontalmente. Após ser solto pela pessoa, o corpo faz um movimento circular de raio R em torno do ponto fixo. Considere o movimento desde a situação inicial descrita até a situação em que o corpo passa pelo ponto mais baixo da trajetória, ou seja, quando o fio está estendido na direção vertical. Nesse processo, o trabalho realizado pela força peso sobre o corpo vale

Nesse processo, o trabalho realizado pela força peso sobre o corpo vale B) mgR. Isso ocorre porque o corpo descreve um movimento circular de raio R em torno do ponto fixo, e quando passa pelo ponto mais baixo da trajetória, o fio está estendido na direção vertical. Nesse momento, a força peso atua na direção do deslocamento do corpo, fazendo com que o trabalho realizado seja máximo. Além disso, como o corpo descreve um movimento circular, a força peso sempre atua na direção do centro do círculo, ou seja, na direção do ponto fixo. Portanto, o trabalho realizado pela força peso é igual ao produto da força peso (mg) pelo deslocamento do corpo (R), resultando em mgR.É importante notar que as opções A) -mgR e C) (-π/2) mgR estão erradas, pois o trabalho realizado pela força peso é positivo, uma vez que a força peso atua na mesma direção do deslocamento do corpo. Além disso, a opção D) (π2) mgR também está errada, pois não há razão para que o trabalho realizado pela força peso seja proporcional ao quadrado do deslocamento do corpo.Em resumo, o trabalho realizado pela força peso sobre o corpo é igual a mgR, pois a força peso atua na direção do deslocamento do corpo e o corpo descreve um movimento circular de raio R em torno do ponto fixo.

Para entender melhor esse conceito, é importante lembrar que o trabalho realizado por uma força é igual ao produto da força pelo deslocamento do corpo na direção da força. Além disso, é fundamental lembrar que a força peso sempre atua na direção vertical, ou seja, na direção do centro da Terra. Portanto, quando o corpo descreve um movimento circular em torno de um ponto fixo, a força peso atua na direção do centro do círculo, fazendo com que o trabalho realizado seja máximo quando o corpo passa pelo ponto mais baixo da trajetória.

É importante lembrar que essa é uma situação clássica em física, em que o movimento circular é estudado em detalhes. Além disso, é fundamental lembrar que a força peso é uma força conservativa, ou seja, o trabalho realizado pela força peso depende apenas da diferença de altitude entre o ponto inicial e o ponto final do movimento. Portanto, o trabalho realizado pela força peso é independente do caminho percorrido pelo corpo, desde que a diferença de altitude seja a mesma.

Em resumo, o trabalho realizado pela força peso sobre o corpo é igual a mgR, pois a força peso atua na direção do deslocamento do corpo e o corpo descreve um movimento circular de raio R em torno do ponto fixo. Além disso, é fundamental lembrar que a força peso é uma força conservativa, e o trabalho realizado depende apenas da diferença de altitude entre o ponto inicial e o ponto final do movimento.