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a) A aceleração centrípeta sofrida pelo carro nas curvas pode ser calculada pela fórmula ac = v²/R, onde v é a velocidade do carro e R é o raio da curva. Substituindo os valores, temos ac = (60 m/s)²/100 m = 36 m/s². A razão entre esta aceleração e a aceleração gravitacional g é ac/g = 36 m/s² / 10 m/s² = 3,6. b) O tempo total gasto pelo carro para dar uma volta no circuito completo pode ser calculado somando os tempos gastos em cada trecho. Nas curvas, o carro percorre um arco de circunferência de 180 graus, ou seja, metade da circunferência completa, que tem comprimento C = 2πR = 2π(100 m) = 200π m. A velocidade do carro é constante, então o tempo gasto nas curvas é t1 = C/vR = 200π m / 60 m/s = 10π/3 s. Nas retas, o carro percorre uma distância L/3 = 300 m com aceleração constante até atingir a velocidade de 100 m/s, o que pode ser calculado pela equação v = v0 + at, onde v0 é a velocidade inicial, a é a aceleração e t é o tempo. Temos v = 100 m/s, v0 = 60 m/s, a = (v - v0)/t1/3 = (100 m/s - 60 m/s)/(10π/3 s)/3 = 2π m/s² e t2 = (v - v0)/a = (100 m/s - 60 m/s)/(2π m/s²) = 20/π s. Nas últimas retas, o carro desacelera com aceleração constante até atingir a velocidade de 60 m/s, o que pode ser calculado de forma análoga. Temos v0 = 100 m/s, v = 60 m/s, a = (v - v0)/t1/3 = (60 m/s - 100 m/s)/(10π/3 s)/3 = -2π m/s² e t3 = (v - v0)/a = (60 m/s - 100 m/s)/(-2π m/s²) = 20/π s. O tempo total gasto pelo carro para dar uma volta no circuito completo é t = t1 + t2 + t3 = 10π/3 s + 20/π s + 20/π s = (10π² + 40)/3π s.
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