Quando um automóvel, com velocidade constante de 60 km/h, passa por uma lombada e, em seguida, por uma depressão (buraco), o motorista sofre sensações diferentes nas duas situações. A força que o banco exerce sobre o motorista, nas respectivas situações, é:
a) menor que o peso do motorista; maior que o peso do motorista.
b) maior que o peso do motorista; menor que o peso do motorista.
c) maior que o peso do motorista nas duas situações.
d) menor que o peso do motorista nas duas situações.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre um carro que está viajando a uma velocidade constante de 60 km/h e passa por uma lombada (que é tipo um obstáculo elevado) e depois por uma depressão (ou buraco). Queremos descobrir como a força que o banco do carro exerce sobre o motorista muda nessas duas situações. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco de física, especificamente sobre forças e movimento.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o peso do motorista é a força com que a gravidade puxa ele para baixo. Essa força é calculada por:
P = m cdot g
onde:
- $ P $ é o peso,
- $ m $ é a massa do motorista,
- $ g $ é a aceleração da gravidade (aproximadamente $ 9,8 , m/s^2 $).

Passo 3

Quando o carro passa por uma lombada, ele está subindo uma pequena colina. Mesmo que a velocidade seja constante, a direção da movimento está mudando, o que significa que há uma aceleração centrípeta para manter o carro na trajetória da lombada. Essa aceleração faz com que a força normal (força que o banco exerce sobre o motorista) seja maior que o peso.

Passo 4

Matematicamente, a força normal $ N $ pode ser expressa como:
N
onde $ a $ é a aceleração devido à mudança de direção. Como $ a $ é positiva ao subir a lombada, $ N $ fica maior que $ P $.

Passo 5

Agora, quando o carro passa por uma depressão, ele está entrando em uma pequena vala. Novamente, mesmo com velocidade constante, a mudança na direção faz com que haja uma aceleração centrípeta, mas dessa vez no sentido oposto. Isso faz com que a força normal seja menor que o peso.

Passo 6

Nessa situação, a força normal fica:
N = P - m cdot a
Como $ a $ é subtraído, $ N $ fica menor que $ P $.

Resposta

A força que o banco exerce sobre o motorista é maior que o peso do motorista quando passa pela lombada e menor que o peso quando passa pela depressão. Portanto, a resposta correta é a letra b).

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