8-Um carro se desloca com velocidade constante subindo ladeira íngreme. Discuta as forças que atuam sobre o carro. O que empurra o carro ladeira acima?
Passo 1
O enunciado pede para discutir as forças que atuam num carro subindo uma ladeira íngreme com velocidade constante. O conteúdo é a aplicação da segunda lei de Newton
em movimento uniforme e a análise de forças de tração e resistência.
Passo 2
Descrevemos o diagrama de forças sobre o carro:
— Força peso com intensidade
, atuando vertical para baixo.
— Normal , perpendicular à superfície da ladeira.
— Força de resistência do ar , oposta ao movimento.
— Força de atrito de rolamento e outras perdas , também opostas ao movimento.
— Força de tração resultante que atua no sentido de subida.
— Força peso
— Normal
— Força de resistência do ar
— Força de atrito de rolamento e outras perdas
— Força de tração resultante
Passo 3
Decompomos o peso em componentes paralela e perpendicular à ladeira:
A normal equilibra
, ou seja,
. Ao longo da ladeira, como a velocidade é constante, aplicamos
Passo 4
O motor do carro transmite torque às rodas motrizes, fazendo-as empurrar o solo para trás. Pela terceira lei de Newton, o solo exerce uma força de atrito estático para frente sobre as rodas. É essa força de atrito estático
que efetivamente “empurra” o carro montanha acima, vencendo o componente do peso e as resistências.
Resposta
A força que empurra o carro ladeira acima é a força de atrito estático exercida pelo solo sobre as rodas motrizes.