Considerar g=10 m / s^2
Um estudante de 60 kg , numa roda gigante com velocidade constante, tem um peso aparente de P=(55 kg) times g no ponto mais alto.
E no ponto mais alto, se a velocidade da roda gigante dobrar?

Passo 1

Beleza, então o enunciado é o seguinte: um estudante de massa P0 = (55rm kg)times g(g=10rm m/s^2) está no ponto mais alto de uma roda-gigante que gira com velocidade constante. Nesse ponto, o peso aparente dele vale
N = ml(g - tfracv^2Rr)
A pergunta é: se dobrarmos a velocidade da roda-gigante, quanto passa a valer o peso aparente no ponto mais alto?
Conteúdo: movimento circular, força centrípeta e peso aparente. Precisamos usar a fórmula do peso aparente no topo:

Passo 2

Teoria e dados iniciais. Para um objeto no topo de um círculo de raio mg + N = m,v^2R Longrightarrow N = m,g - m,v^2R, , as forças na vertical são:
– peso para baixo: N0 = 55,g = m,g - m,v0^2R ;;Longrightarrow;; m,v0^2R = m,g - 55,g = (60 - 55),g = 5,g
– reação normal v0^2R = 5,gm = 5,g60 = 112,g também para baixo (porque o carrinho “empurra” o passageiro para baixo)
Essas duas forças somadas dão a força centrípeta:
No caso inicial temos
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Passo 3

Agora dobramos a velocidade: N1 = m,g - m,v1^2R = m,g - m,(2v0)^2R = m,g - 4,m,v0^2R . Então
N1 = 60,g - 4,(5,g) = 60,g - 20,g = 40,g
Substituindo :

Resposta

O novo peso aparente no ponto mais alto é
boxedP1 = (40 rm kg)times g,
ou seja, .

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