Física · Movimento circular

OBSERVAÇÃO: Nas questões em que for necessário, adote para $g$, aceleração da gravidade na superfície da Terra, o valor de $10\,\mathrm{m/s^2}$; para a massa específica (densidade) da água, o valor de $1000\,\mathrm{kg/m^3}=1\,\mathrm{g/cm^3}$; para o calor específico da água, o valor de $1{,}0\,\mathrm{cal}/(\mathrm{g}\,{}^\circ\mathrm{C})$; para uma caloria, o valor de 4 joules.

É conhecido o processo utilizado por povos primitivos para fazer fogo. Um jovem, tentando imitar parcialmente tal processo, mantém entre suas mãos um lápis de forma cilíndrica e com raio igual a $0{,}40\,\mathrm{cm}$ de tal forma que, quando movimenta a mão esquerda para a frente e a direita para trás, em direção horizontal, imprime ao lápis um rápido movimento de rotação. O lápis gira, mantendo seu eixo fixo na direção vertical, como mostra a figura ao lado. Realizando diversos deslocamentos sucessivos e medindo o tempo necessário para executá-los, o jovem conclui que pode deslocar a ponta dos dedos de sua mão direita de uma distância $L=15\,\mathrm{cm}$, com velocidade constante, em aproximadamente $0{,}30\,\mathrm{s}$.

Podemos afirmar que, enquanto gira num sentido, o número de rotações por segundo executadas pelo lápis é aproximadamente igual a