Uma moto executa o loop de raio R sem perder contato com o trilho. Considere que exista atrito entre os pneus da moto e o trilho. Qual o trabalho da força peso sobre a moto durante o percurso completo do loop?
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Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de física juntos! O problema fala sobre uma moto que faz um loop com raio $ R $ sem perder o contato com a pista. O que precisamos descobrir é o trabalho realizado pela força da gravidade durante todo o percurso do loop. Para isso, vamos usar conceitos de trabalho e forças conservativas na física.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. Trabalho ($ W $) é dado pela fórmula:
onde $ \vec{F} $ é a força aplicada e $ \vec{d} $ é o deslocamento. O ponto importante aqui é que o trabalho depende do ângulo entre a força e o deslocamento.
Passo 3
Agora, vamos considerar a força da gravidade que atua sobre a moto. A gravidade sempre puxa a moto para baixo, ou seja, na direção vertical. Quando a moto faz um loop completo, ela retorna ao ponto inicial, o que significa que o deslocamento total após um ciclo completo é zero em termos de posição vertical.
Passo 4
Como a força da gravidade é uma força conservativa, o trabalho realizado por ela em um percurso fechado (como o loop completo da moto) é sempre zero. Isso acontece porque a energia potencial gravitacional depende apenas da posição inicial e final, que são as mesmas no final do ciclo.
Passo 5
Portanto, aplicando esse conceito, concluímos que o trabalho realizado pela força da gravidade durante o percurso completo do loop é zero.
Resposta
c) $ W = 0 $