03 - (UERJ) Em um pêndulo, um fio de massa desprezível sustenta uma pequena esfera magnetizada de massa igual a 0,01 kg. O sistema encontra-se em e...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a lei da conservação da energia mecânica. No estado inicial, a energia mecânica do sistema é dada pela energia potencial gravitacional da esfera, que é igual a mgh, onde m é a massa da esfera, g é a aceleração da gravidade e h é a altura da esfera em relação ao solo. Como o sistema está em equilíbrio, essa energia é igual à energia cinética da esfera, que é zero. Quando o ímã é aproximado do sistema, a força horizontal exercida sobre a esfera realiza trabalho, aumentando a energia cinética da esfera. Como o sistema alcança um novo estado de equilíbrio, a energia mecânica final é igual à energia mecânica inicial. No novo estado de equilíbrio, a força horizontal equilibra a componente horizontal do peso da esfera, e a componente vertical do peso é equilibrada pela tensão no fio. Podemos decompor o peso da esfera nas componentes horizontal e vertical: Fh = mg * sen(45º) = 0,01 * 10 * √2 / 2 = 0,0707 N Fv = mg * cos(45º) = 0,01 * 10 * √2 / 2 = 0,0707 N A força horizontal é igual à força exercida pelo ímã, portanto a resposta correta é a letra A) 0,1 N.