O carrinho de uma montanha russa em um parque de diversões tem sua trajetória passando pela parte interna do círculo indicado na figura. Desconsidere o atrito entre o carrinho e o trilho da montanha russa. Sabendo que, se existirem, P → é a força peso que a Terra exerce sobre o carrinho, N → é a normal que o trilho exerce sobre o carrinho, F → é a força tangencial exercida pelo trilho e F → C P é a força centrípeta, qual das figuras a seguir indica corretamente as forças que atuam sobre o carrinho no instante em que ele passa pelo ponto B ?

(a) Figura (I)

(b) Figura (II)

(c) Figura (III)

(d) Figura (V)

(e) Figura (VI)

(f) Figura (IV)

(g) Figura (VII)

Passo 1

Essa questão tem uma pegadinha!

A força centrípeta não é literalmente uma força...

Para que um corpo realize uma trajetória circular, a resultante das forças na direção radial (apontando para o centro) deve ter um valor específico de:

F R = m v 2 R

Esse valor específico é chamado de força centrípeta.

Ou seja, na verdade não existe uma força centrípeta, o que existe são outras forças sobre um corpo que geram uma força resultante no valor da força centrípeta.

F R = F C P

Sacou?

Passo 2

Agora que sabemos que a força centrípeta não é realmente uma força, todos os diagramas que representaram a F → C P estão incorretos.

Sobram apenas as figuras (IV) e (VI).

A força peso P → sempre aponta para baixo, enquanto a força normal N → é sempre perpendicular à superfície de contato.

Assim, o diagrama que representa corretamente as forças é a figura (IV):

Ficamos com a alternativa (f).

Resposta

Letra (f)

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