Física - Ensino Médio - Slides - Força resultante centrípeta (2012)

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A resultante centrípeta:
T
P
 
Chamamos de força centrípeta, a resultante das forças, orientadas para o centro de uma trajetória em um certo referencial.
 
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CARACTERÍSTICAS DA FORÇA CENTRÍPETA:
Direção: perpendicular a velocidade tangencial.
Sentido: orientado para o centro do círculo.
Módulo:
 
 
Fcp = m.acp
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EXEMPLOS DA FORÇA CENTRÍPETA:
a ) No plano vertical
Estrada em lombada
P - NA = m .
( VA )2
 R A
NB - P = m .
( VB )2
 RB
VA
VB
A
B
P 
P 
NA
NB
O
O
ac 
ac 
Situação A
P > N
Situação B
P < N
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b ) Centrifuga vertical:
Bloco solto em MCU dentro de um “recipiente”. .
Fat = P
N = m .
V 2
 R
fat
P
N
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c ) Um automóvel num "LOOPING".
NB + P = m .
( VB ) 2
 R 
N B = 0 ... Vmin = R . g
B
A
R
VB
VA
P
N
P
N
NA - P = m .
( VA)2
 R 
Situação A
Situação B
Velocidade min. p/ Looping
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Fres
Ft
Fcp
Fres = m.ares
Ft = m.at
Fcp = m.acp
Resultante de forças
v = 0
posição central:


Pendulo simples
FORÇA DE ATRITO NO MOVIMENTO CIRCULAR 
 
 
N = P
Fat = m .
V2
 R

N
P
O
Fat
ac
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


•O
N
Ny
Nx
P
Pista
sobrelevada
EXERCÍCIOS 
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1. Considere uma montanha russa em forma de looping e P o ponto mais alto. Um carrinho passa pelo ponto P e não cai. Pode-se afirmar que no ponto P a(o): 
a) força centrífuga que atua no carrinho o empurra sempre para a frente. 
b) força centrípeta que atua no carrinho equilibra o seu peso. 
c) força centrípeta que atua no carrinho mantém sua trajetória circular. 
d) soma das forças que o trilho faz sobre o carrinho equilibra seu peso. 
e) peso do carrinho é nulo nesse ponto.
 
2. Um carro de massa 1,0 x 103 kg percorre um trecho de estrada em lombada, com velocidade constante de 20 m/s. Adote g = 10 m/s2 e raio de curvatura da pista na lombada 80 m. Determine a intensidade da força que a pista exerce no carro quando este passa pelo ponto mais alto da lombada . 
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3. Um carro de massa 800 kg realiza uma curva de raio 200 m numa pista plana horizontal. Adotando g = 10 m/s2, calcule o coeficiente mínimo de atrito entre os pneus e a pista para uma velocidade de 72 km/h.
4. Uma esfera de 2,0 kg de massa oscila num plano vertical, suspensa por um fio leve e inextensível de 1,0 m de comprimento. Ao passar pela parte mais baixa da trajetória, sua velocidade é de 2,0 m/s. Considerando g = 10 m/s2, qual a tração no fio quando a esfera passa pela posição inferior ?
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