Um jovem radical, com 70 kg de massa, está andando em uma roda-gigante que descreve uma circunferência vertical de 11 m de raio a uma velocidade escalar constante de
.
(a)
Qual é o período do movimento?
(b)
Qual é o módulo da força normal exercida pelo assento sobre o jovem quando ambos passam pelo ponto mais alto da trajetória circular?
(c)
Qual é o módulo da força normal exercida pelo assento sobre o jovem quando ambos passam pelo ponto mais alto da trajetória circular?
(a)
(b)
(c)
Passo 1
O enunciado dá um jovem de massa
andando em movimento circular uniforme numa roda-gigante de raio
à velocidade escalar constante
. Pede-se:
(a) o período do movimento;
(b) o módulo da força normal no ponto mais alto;
(c) o módulo da força normal no ponto mais baixo.
O conteúdo usado será movimento circular uniforme e aplicação de na direção radial.
(a) o período
(b) o módulo da força normal
(c) o módulo da força normal
O conteúdo usado será movimento circular uniforme e aplicação de
Passo 2
O período de um MCU é dado por
Substituindo
e
,
Passo 3
No ponto mais alto a aceleração centrípeta aponta para baixo. As forças são o peso
para baixo e a normal
para cima. Tomando o sentido positivo para baixo,
Substituindo
,
Passo 4
No ponto mais baixo a aceleração centrípeta aponta para cima. As forças são o peso
para baixo e a normal
para cima. Tomando o sentido positivo para cima,
Substituindo,
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)