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Um motoqueiro deseja realizar uma manobra radical num “globo da morte” (gaiola esférica) de 4,9 m de raio. Para que o motoqueiro efetue o “looping” (uma curva completa no plano vertical) sem cair, o módulo da velocidade mínima no ponto mais alto da curva deve ser de. Dado: Considere g ~ 10 m/s2.

a) 0,49 m/s
b) 3,5 m/s
c) 7 m/s
d) 49 m/s
e) 70 m/s
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Questões Para a Compreensão

ano passado

Respostas

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ano passado

Para que o motoqueiro consiga realizar o looping sem cair, é necessário que a força centrípeta no ponto mais alto da curva seja igual à força gravitacional que atua sobre ele. A fórmula da força centrípeta é: \[ F_c = \frac{m \cdot v^2}{r} \] E a força gravitacional é: \[ F_g = m \cdot g \] No ponto mais alto do looping, a força centrípeta deve ser igual à força gravitacional: \[ \frac{m \cdot v^2}{r} = m \cdot g \] Podemos simplificar a equação, cancelando a massa \( m \): \[ \frac{v^2}{r} = g \] Agora, isolamos \( v \): \[ v^2 = g \cdot r \] Substituindo os valores dados (g = 10 m/s² e r = 4,9 m): \[ v^2 = 10 \cdot 4,9 \] \[ v^2 = 49 \] \[ v = \sqrt{49} \] \[ v = 7 \, \text{m/s} \] Portanto, a velocidade mínima no ponto mais alto da curva deve ser de 7 m/s. A alternativa correta é: c) 7 m/s.

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