Vamos decompor as forças na direção vertical e radial.
Ficamos com Tx = Tsen30º = T/2, Ty = Tcos30º
Na direção vertical não há movimento, logo as forças nesta direção estão em equilíbrio Peso(P) e Tração(y). O que permite escrever a seguinte equação:
P = Tcos30º => mg = Tsqrt(3)/2 <=> T = 2mg/sqrt(3)
Na barra:
sen30º = Lx <=> Lx = 5sqrt(3)/2
O Raio Total do movimento é R = L + Lx = 15sqrt(3)/2
Na direção radial age somente Tx (atua como centrípeta). Escrevendo a equação
Tx = m.Ac = mw²R => mg/sqrt(3)= mw²R
w² = g/(sqrt(3).R)
Subsitituindo
w² = 10 /(sqrt(3).15.sqrt(3)/2) = 20/45 = 4/9
w = 2/3 rad/s
Se ajudei, fique à vontade para curtir. Se merecer, poderia ser marcada com a melhor resposta.
Feliz Natal
Boa tarde Leonardo,
Esta questão não é das mais simples. Para resolvê-la precisamos, dividí-la em questões menores.
A primeira questão a ser resolvido é a velocidade no topo do brinquedo, onde temos r indicado.
Temos que a velocidade é dada por
V = 2 x Pi x r => V = 2 x 5 raiz(3) x PI => V = 10 raiz(3) PI
Segundo precisamos encontrar o deslocamento horizontal em relação ao eixo vertical da figura (parte onde temos o ângulo THETA)
Neste parte, temos um triângulo retângulo, com THETA = 30º.
Para descobrir o deslocamento horizontal, fazemos
d = L x cos (90º - THETA) Neste caso 60º
d = 5 raiz(3) x 0,5 (1/2 é o valor da tabela trigonométrica para os ângulos notáveis)
d = 5 raiz(3) /2
Logo a velocidade da cadeira é dada por
Vc = 2 x PI x (r + d)
Vc = 2 x PI x ( 5 raiz(3) + 5 raiz(3) /2 )
Vc = 2 x PI x ( 15 raiz(3) /2 )
Vc = 15 raiz(3) x PI
A velocidade angular do brinquedo será a razão entre estas velocidades, ou seja,
w = 10 raiz(3) PI / 15 raiz(3) PI (Podemos cortar os termos semelhantes raiz(3) PI, obtendo)
w = 10/15 (Simplificando temos)
w = 2/3
Alternativa A.