Exercícios Resolvidos de Força Centrípeta

UFF, Física I, P1 - 2018.2, Questão 13

Ao passar pelo ponto mais baixo de um loop circular de uma montanha russa de raio Equation , o peso aparente dos passageiros aumenta em Equation em relação ao seu peso real. Quanto vale a velocidade do vagão nesse ponto?

(A) Equation

(B) Equation

(C) Equation

(D) Equation

(E) Equation

Passo 1

O peso aparente é a força de reação que sentimos com o chão, ou seja, a força normal.

Em uma situação onde estamos em equilíbrio na vertical:

Equation

Equation

Equation

A força normal que sentimos é igual à força peso.

Entretanto, em situações de não equilíbrio, podemos ter a força normal maior ou menor que a força peso. Assim, falamos do peso aparente.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Como o corpo está realizando uma trajetória circular, a força resultante sobre ele deve atuar como força centrípeta.

Assim, temos:

Equation

Equation

Passo 3

Como o peso aparente é Equation maior que o peso real, temos que a força normal é:

Equation

Assim, nossa equação fica:

Equation

Equation

Equation

Passo 4

A expressão para a força resultante centrípeta é:

Equation

Logo, ficamos com:

Equation

Equation

A força peso é dada por Equation :

Equation

Equation

Equation

Multiplicar por meio, é igual a dividir por Equation , logo:

Equation

Ficamos com a alternativa (C).

Resposta

Letra (C)

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