Qual é o papel do atrito na determinação do limite de velocidade? O atrito ajuda ou impede os carros de se moverem ao longo do círculo?
Passo 1
Para que um carro faça movimento circular uniforme, é necessário um “empurrão” em direção ao centro do círculo que mantenha a trajetória curva. Esse empurrão é a força centrípeta, cujo valor é
onde
é a massa do carro,
é a velocidade e
é o raio da curva.
Passo 2
O atrito estático entre os pneus e a pista fornece justamente essa força centrípeta, até um limite máximo dado por
sendo
o coeficiente de atrito estático e
a aceleração da gravidade. Enquanto
, o carro consegue curvar sem derrapar.
Passo 3
Igualando a força centrípeta máxima ao atrito máximo, obtemos a velocidade limite antes do deslizamento:
Note que acima dessa velocidade o atrito não consegue mais fornecer força suficiente e o carro derrapa para fora da curva.
Resposta
O atrito ajuda o carro a fazer a curva, pois fornece a força centrípeta necessária. Porém ele também impõe um limite de velocidade: se o carro for mais rápido do que
o atrito deixa de ser suficiente e o veículo desliza, perdendo a trajetória circular.