Exercícios sobre força centrífuga
Seu João queria brincar de funda, então ele cortou uma corda de 200 mm e colocou na sua extremidade uma pedra de 4 kg. Sabendo que ele foi capaz de rotacionar essa pedra em uma velocidade de 0,3 m/s, com qual força ele conseguiu lançá-la?
A) 1,0 N
B) 1,2 N
C) 1,5 N
D) 1,8 N
E) 2,0 N
Alternativa D.
Primeiramente, converteremos o raio de milímetros para metros:
\(200\ mm=0,2\ m\)
Por fim, calcularemos a força centrífuga através da sua fórmula:
\(F_{centrífuga}=\frac{m\cdot v^2}{R}\)
\(F_{centrífuga}=\frac{4\cdot0,3^2}{0,2}\)
\(F_{centrífuga}=\frac{4\cdot0,09}{0,2}\)
\(F_{centrífuga}=1,8 N\)
Após seus estudos a respeito da força centrífuga, qual alternativa abaixo corresponde ao valor do seu módulo?
A) \(F_{centrífuga}=\frac {R \cdot v^2}{m}\)
B) \(F_{centrífuga}=\frac {m \cdot R}{v^2}\)
C) \(F_{centrífuga}=m \cdot R \ v^2\)
D) \(F_{centrífuga}=\frac 1 {m \cdot R \cdot v^2}\)
E) \(F_{centrífuga}=\frac {m \cdot v^2}{R}\)
Alternativa E.
O módulo da força centrífuga é dada pelo produto da massa com o quadrado da velocidade, ambos divididos pelo raio, sendo então:
\(F_{centrífuga}=\frac {m \cdot v^2}{R}\)
Um atleta de lançamento de martelo está treinando com um equipamento constituído de uma esfera de 8 kg e um cabo de aço de 1,2 metro. Sabendo que ele consegue lançar essa esfera com uma força de 960 N, qual foi a velocidade de lançamento da esfera?
A) 12 m/s
B) 14 m/s
C) 16 m/s
D) 18 m/s
E) 20 m/s
Alternativa A.
Calcularemos a velocidade na qual o objeto foi lançado, através da fórmula da força centrífuga:
\(F_{centrífuga}=\frac {m\cdot v^2}{R}\)
\(960=\frac{8\cdot v^2}{1,2}\)
\(v^2=\frac{960\cdot1,2}{8}\)
\(v^2=144\)
\(v=\sqrt{144}\)
\(v=12\ m/s\)
Dentre as opções abaixo, qual delas descreve o sentido e direção da força centrífuga, respectivamente?
A) Para dentro da curva; perpendicular à curva.
B) Para fora da curva; perpendicular à curva.
C) Para fora da curva; acompanhando o movimento da curva.
D) Perpendicular à curva; para fora da curva.
E) Para dentro da curva; acompanhando o movimento da curva.
Alternativa B.
A força centrífuga possui o sentido para fora da curva e a direção perpendicular à curva.
Uma criança amarra uma pedrinha de massa m em um barbante de 0,2 metro, gira e a lança com uma velocidade de 3 m/s. Sabendo que ela lançou esse sistema com uma força de 4,5 N, qual é a massa da pedrinha?
A) 10 g
B) 50 g
C) 100 g
D) 120 g
E) 180 g
Alternativa C.
Calcularemos a massa da pedrinha através da fórmula da força centrífuga:
\(F_{centrífuga}=\frac{m\cdot v^2}{R}\)
\(4,5=\frac{m\cdot3^2}{0,2}\)
\(4,5=\frac{m\cdot9}{0,2}\)
\(m=\frac{4,5\cdot0,2}{9}\)
\(m=0,1\ kg\)
\(m=100\ g\)
Embora seja uma pseudoforça, durante o movimento circular é possível observar a força centrífuga. São exemplos em que podemos observar a força centrífuga:
I. Martelando um objeto.
II. Centrífuga laboratorial.
III. Centrífuga da máquina de lavar.
IV. Colisão entre dois automóveis.
V. Pulando na cama elástica.
A) I e III.
B) II e V.
C) I e IV.
D) II e III.
E) III e IV.
Alternativa D.
É possível observar a força centrífuga durante a separação de misturas em uma centrífuga laboratorial e durante a centrifugação da máquina de lavar.
Enzo está rotacionando um brinquedo constituído de uma corda de 0,5 m de comprimento e uma bola de 1 kg. Ao soltar o brinquedo ela atinge uma velocidade de 4 m/s. A partir dessas informações, determine o módulo da força centrífuga desse sistema.
A) 2 N
B) 8 N
C) 16 N
D) 24 N
E) 32 N
Alternativa E.
Calcularemos a força centrífuga através da sua fórmula:
\(F_{centrífuga}=\frac {m\cdot v^2}{R }\)
\(F_{centrífuga}=\frac {1\cdot4^2}{0,5 }\)
\(F_{centrífuga}=\frac {1\cdot16}{0,5 }\)
\(F_{centrífuga}=32 N\)
A força centrífuga e a força centrípeta são grandezas físicas relacionadas ao movimento rotacional dos corpos. Pensando nisso, qual das alternativas abaixo diz respeito à principal diferença entre elas?
A) Diferentes sentidos de movimento.
B) Diferentes módulos.
C) Diferentes direções de movimento.
D) Diferentes orientações de movimento.
E) Não apresentam nenhuma diferença.
Alternativa A.
A força centrífuga e a força centrípeta possuem a mesma direção de movimento, sendo perpendicular a trajetória, mas diferentes os sentidos de movimento, em que a força centrífuga possui sentido para fora da trajetória e a força centrípeta possui sentido para dentro da trajetória.
Sabendo que uma pessoa arremesou um objeto de 1 kg preso a uma fio de comprimento R, com uma velocidade de 2 m/s e força igual a 1,6 N, calcule o comprimento desse fio.
A) 2 m
B) 2,5 m
C) 3 m
D) 3,5 m
E) 4 m
Alternativa B.
Calcularemos o comprimento da corda, dado pelo raio da circunferência, através da fórmula da força centrífuga:
\(F_{centrífuga}=\frac{m\cdot v^2}{R}\)
\(1,6=\frac{1\cdot2^2}{R}\)
\(1,6=\frac{1\cdot4}{R}\)
\(R=\frac{1\cdot4}{1,6}\)
\(R=2,5\ m\)
A força centrífuga é considerada uma força fictícia devido a alguns motivos. Qual das alternativas abaixo não é um desses motivos?
I. Só aparece enquanto ocorre o movimento circular.
II. O corpo não sai da trajetória circular, o que ocorre é a continuação do movimento pela inércia.
III. Descumpre a segunda lei de Newton.
A) Alternativa I.
B) Alternativa II.
C) Alternativa III.
D) Nenhuma é motivo.
E) Todas são motivos.
Alternativa C.
A alternativa III está incorreta, já que a força centrífuga não descumpre a segunda lei de Newton, mas a terceira lei de Newton. Já as alternativas I e II são os dois dos três motivos pelos quais a força centrífuga é considerada uma força fictícia.
Determine a velocidade de lançamento de um cubo de 0,6 kg preso a uma corda de 0,8 m que é lançado com uma força de 6,75 N.
A) 0 m/s
B) 1 m/s
C) 2 m/s
D) 3 m/s
E) 4 m/s
Alternativa D.
Calcularemos a velocidade de lançamento através da fórmula da força centrífuga:
\(F_{centrífuga}=\frac{m\cdot v^2}{R}\)
\(6,75=\frac{0,6\cdot v^2}{0,8}\)
\(v^2=\frac{6,75\cdot0,8}{0,6}\)
\(v^2=9\)
\(v=\sqrt9\)
\(v=3\ m/s\)
Quais das alternativas apresentam a unidade de medida correspondente à grandeza física estudada na força centrífuga?
I. A força de centrífuga é medida em Newton.
II. A massa do objeto é medida em quilograma por metro.
III. A velocidade do objeto é medida em metros por segundo ao quadrado.
IV. O raio é medido em metros.
A) Alternativas I e II.
B) Alternativas III e IV.
C) Alternativas I e III.
D) Alternativas II e IV.
E) Alternativas I e IV.
Alternativa E.
I. A força de centrífuga é medida em Newton. (correta)
II. A massa do objeto é medida em quilograma por metro. (incorreta)
A massa do objeto é medida em quilograma.
III. A velocidade do objeto é medida em metros por segundo ao quadrado. (incorreta)
A velocidade do objeto é medida em metros por segundo.
IV. O raio é medido em metros. (correta)
