Un corp cu masa m = 0,2 kg este legat la capatul unui fir ideal cu lungimea l = 40 cm si se roteste intr-un plan vertical cu viteza v = 2,5 m/s. Determinati forta de tensiune din fir cand corpul se afla in punctele superioare si inferiore ale traiectoriei

Un corp cu masa m = 0,2 kg este legat la capatul unui fir ideal cu lungimea l = 40 cm si se roteste intr-un plan vertical cu viteza v = 2,5 m/s. Determinati forta de tensiune din fir cand corpul se afla in punctele superioare si inferiore ale traiectoriei.

Rezolvare

Pentru a determina forta de tensiune din fir in punctele superioare si inferioare ale traiectoriei, vom utiliza legea lui Newton pentru rotatie, care spune ca forta de tensiune din fir este egala cu masa corpului multiplicata cu acceleratia sa centripeta.


Acceleratia centripeta este de asemenea egala cu patratul vitezei impartit la raza cercului pe care il descrie corpul in timpul rotatiei. 

In acest caz, raza cercului este egala cu jumatate din lungimea firului, adica

 l/2 = 40 cm / 2 = 20 cm.

Astfel, forta de tensiune in punctele superioare si inferioare ale traiectoriei este egala cu:

T = m * (v^2 / r) =>

 

T = 0,2 kg * ((2,5 m/s)^2 / 0,2 m) =>

T = 6,25 N

Deci, forta de tensiune din fir in punctele superioare si inferioare ale traiectoriei este de 6,25 N.

Probleme rezolvate fizica clasa a-10-a

Exercitii si probleme rezolvate