Desenhe um diagrama de forças bidimensional do veículo sobre o círculo, mostrando todas as forças nesse plano (ou seja, como se você fosse um pássaro olhando de cima para o carro, sem mostrar a força gravitacional nem a força normal).
Passo 1
O enunciado pede um diagrama de corpo livre (free-body diagram) do carro visto de cima, num movimento circular. O conteúdo é Dinâmica (Segunda Lei de Newton), sem incluir peso e normal (forças verticais), só as forças que atuam no plano horizontal.
Passo 2
Identificamos as forças no plano horizontal:
– Força centrípeta , resultante da aderência lateral dos pneus, apontando radialmente para o centro do círculo.
– Força de tração , se houver aceleração tangencial, no sentido da velocidade.
– Força de arrasto aerodinâmico e resistência ao rolamento , opostas ao movimento, na direção tangencial contrária à velocidade.
– Força centrípeta
– Força de tração
– Força de arrasto aerodinâmico e resistência ao rolamento
Passo 3
Definimos dois eixos no plano horizontal:
– Direção radial ®: do carro para o centro do círculo.
– Direção tangencial (T): na direção da velocidade instantânea.
– Direção radial ®: do carro para o centro do círculo.
– Direção tangencial (T): na direção da velocidade instantânea.
Passo 4
No diagrama, representamos o carro por um ponto e desenhamos setas para cada força, com seu rótulo em TeX:
Resposta
↑
│
│
│ (tração, aceleração tangencial)
│
─────┼─────←
Carro │ (centrípeta, radial)
│
│
│ (arrasto rolamento, tangencial)
↓
│
│
│ (tração, aceleração tangencial)
│
Carro │ (centrípeta, radial)
│
│
│ (arrasto
↓