PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 93 (CFS 1) da EEAR 2021
– Num pêndulo cônico uma pequena esfera de massa igual a 2 kg está suspensa por um fio ideal, de massa desprezível e com 4 m de comprimento. Sabendo que a esfera descreve movimento circular uniforme, com o centro em C, qual o valor da velocidade angular desse movimento, em rad/s?
Adote o módulo da aceleração da gravidade no local igual a 10\text{ m/s}^2.

- A\frac{\sqrt{2}}{2}
- B\frac{\sqrt{3}}{2}
- C\sqrt{5}
- D2\sqrt{5}
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Resolução comentada
No pêndulo cônico, duas forças agem na esfera: o peso P = mg (vertical, para baixo) e a tração T no fio. A esfera não sobe nem desce, então a componente vertical da tração equilibra o peso. A componente horizontal aponta para o centro C e é a força centrípeta.
O ângulo de 60^\circ é entre o fio e a vertical.
- Vertical: T\cos 60^\circ = mg
- Horizontal: T\,\sen 60^\circ = m\omega^2 R
Dividindo a segunda pela primeira:
O raio da circunferência é o cateto oposto ao ângulo: R = L\,\sen 60^\circ = 4\cdot\frac{\sqrt{3}}{2} = 2\sqrt{3}\ \text{m}.
Substituindo:
Conferindo pela forma geral, \omega^2 = \dfrac{g}{L\cos\theta} = \dfrac{10}{4\cdot 0{,}5} = 5. Confere. A massa de 2 kg se cancela.
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AValor sem relação com \omega^2 = g/(L\cos\theta); não resulta de nenhuma etapa correta.
- BConfunde com o valor de \sen 60^\circ, sem resolver a dinâmica.
- DResulta de esquecer a raiz ou errar o cancelamento, dando 2\sqrt{5} em vez de \sqrt{5}.
Assuntos: Dinâmica do movimento circular (resultante centrípeta), Movimento circular uniforme e transmissão de movimento.
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Fonte: EEAR 2021 · CFS 1. Prova oficial ↗