Enunciado

4. | Um vagão de 1.500 kg desloca-se a 25 m/s em um trilho circular

com 200 m de diâmetro. Qual é o módulo e qual é a orientação da

força resultante sobre o vagão? O que causa esta força?

Passo 1

Fala galera, então o vagão ta fazendo um movimento circular com uma velocidade constante.

E a gente viu nesse capitulo, que pra acontecer um movimento desses a força resultante tem que apontar para o centro da circunferência. Ta então a orientação da força a gente já sabe. Bora achar o modulo dessa força.

Passo 2

Sabemos que a força centripeta é igual a massa vezes a aceleração centripeta (2ª Lei de Newton). E sabemos que a aceleração centripeta é igual a velocidade ao quadrado dividido pelo raio, assim:

a c = v 2 r

Então a força cetripeta fica:

F c = m ⋅ a c

F c = m ⋅ v 2 r

A gente tem todos esses valores, vamos substituir:

F c = 1500 ⋅ 25 2 100

Vejam que o diâmetro é igual a 200   m , por isso o raio é igual a 100   m . Calculando isso ai:

F c = 1500 ⋅ 25 2 100

F c = 9375   N

Passo 3

Agora vamos pensar no que esta causando essa força.

O trem esta andando sobre os trilhos e não esta mais em contato com nada, então a única coisa que pode aplicar um força nesse vagão são os trilhos.

Resposta

F c = 9375   N

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