- (IDECAN/IFPA, PROFESSOR DE FÍSICA, EDITAL 01/2025) Durante uma apresentação, uma motociclista realiza um número de acrobacia ao percorrer um loop vertical em alta velocidade. Suponha que o raio do loop seja de
. A menor velocidade que a motociclista deve atingir ao passar pelo ponto mais alto do loop, de modo a manter contato com a pista sem se desprender, é aproximadamente:
(a)
.
(b)
.
(c)
.
(d)
.
(e)
.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
O enunciado trata de um movimento circular vertical de raio
m e pede a menor velocidade que a motociclista deve ter no ponto mais alto para não se desprender da pista. O conteúdo envolvido é a dinâmica do movimento circular, em particular a condição de contato mínimo, que ocorre quando a reação normal fica nula.
Passo 2
No ponto mais alto do loop, as forças atuantes na motociclista são o peso
para baixo e a força normal
da pista também apontando para baixo (quando
). Para manter contato mínimo, impondo
, a resultante centrípeta de módulo
deve ser fornecida apenas pelo peso.
Passo 3
Aplicando a segunda lei de Newton na direção radial, com sentido para o centro do loop, temos:
Cancelando
e isolando
,
Passo 4
Substituindo
e
,
Passo 5
A velocidade mínima calculada é aproximadamente
, o que corresponde à alternativa (b).
Resposta
(b)