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Durante um show de patinação, o patinador, representado na figura abaixo, descreve uma evolução circular, com velocidade escalar constante, de raio igual a 10,8 m. Considerando desprezíveis quaisquer resistências, a velocidade do patinador, ao fazer a referida evolução, é igual a
A imagem mostra um patinador descrevendo uma evolução circular em uma pista de gelo.
Dados: sen 53°=0,80 cos 53°=0,60
A) 12 m/s
B) 7 m/s
C) 8 m/s
D) 9 m/s
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Praticando Para o Saber

há 4 meses

Respostas

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há 4 meses

Para resolver essa questão, precisamos usar a relação entre a velocidade escalar, o raio da trajetória e a aceleração centrípeta. A velocidade escalar constante em um movimento circular é dada pela fórmula: \[ v = \frac{2\pi r}{T} \] onde \( v \) é a velocidade, \( r \) é o raio e \( T \) é o período. No entanto, como não temos o período \( T \) diretamente, podemos usar a relação entre a força centrípeta e a força gravitacional, considerando o ângulo de 53°. A força centrípeta \( F_c \) é dada por: \[ F_c = \frac{mv^2}{r} \] E a componente da força gravitacional que atua na direção do movimento circular é: \[ F_g = mg \cdot \cos(53°) \] Para que o patinador mantenha a trajetória circular, a força centrípeta deve ser igual à componente da força gravitacional que atua na direção do movimento. Assim, podemos igualar as duas forças: \[ \frac{mv^2}{r} = mg \cdot \cos(53°) \] Cancelando \( m \) e rearranjando a equação, temos: \[ v^2 = rg \cdot \cos(53°) \] Substituindo \( r = 10,8 \, m \) e \( g \approx 9,8 \, m/s^2 \): \[ v^2 = 10,8 \cdot 9,8 \cdot 0,6 \] Calculando: \[ v^2 = 10,8 \cdot 9,8 \cdot 0,6 \approx 63,6 \] Portanto: \[ v \approx \sqrt{63,6} \approx 7,98 \, m/s \] Assim, a velocidade do patinador, ao fazer a referida evolução, é aproximadamente 8 m/s. Portanto, a alternativa correta é: C) 8 m/s.

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