Enunciado

Ver Outros Exercícios
desse livro

Um estudante que pesa 667   N está sentado, com as costas eretas, em uma roda-gigante em movimento. No ponto mais alto, o módulo da força normal F N exercida pelo assento sobre o estudante é 556   N . (a) O estudante se sente mais leve ou mais pesado neste ponto? (b) Qual é o módulo de F N no ponto mais baixo? Se a velocidade da roda-gigante é duplicada, qual é o módulo F N da força normal (c) no ponto mais alto e (d) no ponto mais baixo?

Passo 1

Então pessoal , borá dar uma olhada nos diagramas de corpo livre do estudante no ponto mais alto e no ponto mais baixo da roda-gigante :

Reparem que no ponto mais alto, o assento exerce sobre o estudante uma força para cima de módulo F N , a l t o , enquanto a Terra exerce sobre o estudante uma força para baixo de módulo m g . De acordo com a Segunda Lei de Newton, a força resultante na direção do centro da roda-gigante é :

m g - F N , a l t o = m v 2 r

No ponto mais baixo, por outro lado , o assento exerce sobre o estudante uma força para cima de módulo F N , b a i x o   , enquanto a Terra exerce sobre o estudante uma força para baixo de módulo m g . De acordo com a Segunda Lei de Newton, a força resultante na direção do centro da roda-gigante é :

F N , b a i x o - m g = m v 2 r

Passo 2

De acordo com o enunciado, F N , a l t o   =   556   N . Como o peso do estudante é 667   N , isso significa que o assento está exercendo uma força menor que o peso do estudante. Assim, o “peso aparente” do estudante é menor que o peso real, ou seja, o estudante se sente “mais leve”

Passo 3

De acordo com os dados do problema, a força centrípeta é :

F c = m v 2 r = m g - F N , a l t o = 667 N - 556 N = 111 N

Assim, o módulo da força normal no ponto mais baixo é :

F N , b a i x o = m v 2 r + m g = F c + m g = 111 N + 667 N = 778 N

Até aqui de boa , pessoal? Vamos continuar então!!!!!

Passo 4

Se a velocidade da roda-gigante for duplicada, m 2 v 2 r = 4 * m v 2 r = 4 * 111 N = 444 N . Assim, no ponto mais alto, teremos:

F N , a l t o ' = m g - F c ' = 667 N - 444 N = 223 N

Passo 5

Usando o mesmo raciocínio , com a velocidade duplicada , temos que no poto mais baixo :

F N , b a i x o = F ' c + m g = 444 N + 667 N = 1111 N

Tranquilo pessoal??? Bora resolver mais questões então!!!!!

Exercícios de Livros Relacionados

Qual é o menor raio de uma curva sem compensação (plana) que permite que um ciclista a 29   k m / h faça a curva sem derrapar se o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a...
Em um brinquedo de parque de diversão, um carro se move em uma circunferência vertical na extremidade de urna haste rígida de massa desprezível. O peso do carro com os passageiros ...
Frear ou desviar? A Fig. 6-44 mostra uma vista superior de um carro que se aproxima de um muro. Suponha que o motorista começa a frear quando a distância entre o carro e o muro é d...
Um bonde antigo dobra urna esquina fazendo uma curva plana com 9,1   m de raio a 16   k m / h . Qual é o ângulo que as alças de mão penduradas no teto fazem com a vertical?
Um gato está cochilando em um carrossel parado, a uma distância de 5,4   m do centro. O brinquedo é ligado e logo atinge a velocidade normal de funcionamento, na qual completa uma ...
Na Figura 5.12 vê-se uma pedra de massa m , suspensa por um fio, em uma órbita circular em um plano horizontal. A) Identifique as forças que atuam sobre a pedra. B) Qual é a tensão...
Um disco de metal de massa m   =   1,50   k g descreve uma circunferência de raio r   =   20,0   c m sobre uma mesa sem atrito enquanto permanece ligado a um cilindro de massa M   ...
Um passageiro de 85,0   k g descreve uma trajetória circular de raio r   =   3,50   m em movimento circular uniforme. (a) A Fig. 6-40a mostra um gráfico do módulo F da força centrí...
Um pequeno bloco de massa m é colocado no interior de um cone invertido que gira em torno do eixo vertical de modo que o tempo para uma revolução é igual a T (Figura 5.83 ). As par...
Uma bola de boliche de 71,2 N está presa ao teto por uma corda de 3,80 m . Abola é empurrada para um lado e libertada; ela então oscila para frente e para trás, como um pêndulo. Qu...
Um carro de 1125 kg e uma caminhonete de 2250 kg se aproximam de uma curva na estrada que possui raio 225 m. a) A que ângulo o engenheiro deve inclinar essa curva, de modo queveícu...
Um problema para a vida humana no espaço exterior é o peso aparente igual a zero. Um modode contornar o problema seria fazer a estação espacial girar em torno do centro com uma tax...