Exercícios Resolvidos de Força Centrípeta

UNICAMP, Física 1, Exame - 2015.1 Noturno, Questão 4

Em um circo, um carro que faz acrobacias se aproxima de um loop de raio Equation . Considerando que a partir do momento que entra no loop carro não acelera nem freia e que não há atrito durante este percurso, qual deve ser a velocidade mínima que o carro deve entrar no loop para conseguir realizá-lo por completo?

  1. Equation
  2. Equation
  3. Equation
  4. Equation
  5. Equation

Passo 1

Bom, galera, se te pedirem a velocidade mínima pra algo fazer um loop, você tem que considerar a seguinte condição:

A normal é nula na parte mais alta do loop. Beleza?

Basicamente é por ai. Sabendo isso, vamos usar, como sempre, a nossa força centrípeta e a conservação de energia pra resolver o resto.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Bom, sabendo que na parte superior a normal se anula, pela soma das forças na parte superior temos que:

Equation

Equation

Equation

Onde Equation é a velocidade na parte superior.

Show?

Ok. Bom, sabemos que a partícula tem que ter essa velocidade lá em cima. Agora temos que partir pra energia.

Isso é, sabendo que no inicio do loop a partícula só tem energia cinética e que na parte superior ela tem energia cinética e potencial, qual a velocidade da parte inferior que faz ela subir lá? Vamos chama-la de Equation

Equation

Equation

Equation

Equation

Equation

Equation

Então:

e)

Resposta

e)

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