Un niño hace girar una piedra de 0,2 kg atada a una cuerda de masa despreciable que soporta una tensión máxima de 40 N. La piedra gira describiendo una trayectoria cuyo radio es 2 m en un plano horizontal. ¿Cuánta es la máxima rapidez con la que puede girar la piedra sin que se corte la cuerda?

_{DEMRE / Universidad de Chile (2020). Modelo de Prueba de Ciencias Física.}

Datos:
masa \(m = 0{,}2\ \text{kg}\);
radio \(r = 2\ \text{m}\);
tensión máxima \(T_{\text{max}} = 40\ \text{N}\).

En un movimiento circular horizontal la cuerda suministra toda la fuerza centrípeta, de modo que

\(T_{\text{max}} = \dfrac{m\,v^{2}}{r}\).

Despejamos la rapidez máxima \(v_{\text{max}}\):

\(v_{\text{max}} = \sqrt{\dfrac{T_{\text{max}}\,r}{m}} = \sqrt{\dfrac{40\;\text{N}\,\times 2\;\text{m}}{0{,}2\;\text{kg}}} = \sqrt{400}\;\text{m/s} = 20\ \text{m/s}.\)

Respuesta: 20 m/s (alternativa A).