Exercícios Resolvidos de Força Centrípeta

Uma criança de massa 40,0 k g anda numa roda gigante como mostra a figura. A criança se move em um círculo vertical de raio 10,0 m com rapidez de 3,00 m / s .

  1. Determine a força exercida pelo assent sobre a criança no ponto mais baixo da roda-gigante. Faça o diagram de corpo livre neste ponto.
  2. Determine a força exercida pelo assent sobre a criança no ponto mais alto da roda-gigante. Faça o diagram de corpo livre neste ponto.
  3. Suponha que um defeito no mecanismo da roda-gigante cause um aumento na velocidade da criança, que vai para 9,9 m / s . Qual é o peso da criança no topo da roda-gigante neste caso?

Passo 1

Como a roda está girando, devemos igualar a força resultante a força centripeta.

m v 2 R = N - m g

Substituindo os valores dado pelo enunciado temos:

40 x 3 2 10 = N - 9,8 x 40

N = 428 N

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

A idéia aqui vai ser a mesma da letra anterior, a única diferença vai ser que vamos inverter o sinal das forças

40 x 3 2 10 = 9,8 x 40 - N

N = 356

Passo 3

Usando a mesma lógica que a letra anterior, vamos calcular a Normal pra saber quanto de peso é sentido pela criança

40 x 9,9 2 10 = 9,8 x 40 - N

N ≅ 0

O peso sentido é praticamente zero, ou seja, ela está na iminência de sair pela tangente.

Resposta

l e t r a   a )   428   N

l e t r a   b )   356   N

l e t r a   c ) ≅ 0

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