Um aviador, saindo de um mergulho, segue um arco de círculo e diz ter sentido no processo uma aceleração de 3g. Explique o que esta afirmação significa.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que um aviador, saindo de um mergulho, faz uma curva (um arco de círculo) e “sente” uma aceleração de 3 g. O conteúdo aqui é Física de movimento circular e forças (ou seja, aceleração centrípeta e conceito de força-g). Para resolver vamos precisar de:
  1. Definição de aceleração centrípeta: .
  2. Segunda lei de Newton: .
  3. O que significa “g-force” (força-g): aceleração expressa em múltiplos de .

Passo 2

Primeiro, o que é “sentir 3 g”?
Quando falamos em “1 g”, estamos falando da aceleração da gravidade, . Se você “sente” 3 g, significa que seu corpo está sendo acelerado com intensidade equivalente a . Em outras palavras, sua “força-peso aparente” é 3 vezes maior do que quando você está parado em pé na Terra.

Passo 3

Agora monta o diagrama de forças no assento do avião durante a curva para cima (arco de círculo):
  • Força normal N - m,g = m,ac para cima (o assento empurra o piloto).
  • Peso para baixo.
    Como ele descreve um arco de círculo, há uma aceleração centrípeta apontando para o centro da curva (para cima, nesse caso). Pela 2ª lei de Newton na direção radial (para cima considerada positiva):

Passo 4

A “força-g sentida” é justamente Nm,g = 3 Longrightarrow N = 3,m,g . Se o piloto diz que sentiu 3 g, então
3,m,g - m,g = m,ac Longrightarrow 2,m,g = m,ac Longrightarrow ac = 2,g approx 19,6rm m/s^2
Substituindo em :

Resposta

Quando o aviador diz que “sentiu uma aceleração de 3 g”, ele está dizendo que a força exercida pelo assento sobre seu corpo foi três vezes o seu peso normal, isto é, sua aceleração aparente total foi , o que implica numa aceleração centrípeta de .

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