Uma policial de 55,0 kg, que está perseguindo, de carro, um suspeito, faz uma curva circular de 300 m de raio a uma velocidade escalar constante de 80 km/h. Determine: a) O módulo da força resultante que a policial exerce sobre o assento do carro. b) O ângulo (em relação à vertical) da força resultante que a policial exerce sobre o assento do carro.
A aceleração centrípeta de um corpo a velocidade \(v\) em uma curva de raio \(R\) é dada por:
\[a_{cp}=\dfrac{v^{2}}{R}\]
Usando a Segunda Lei de Newton, temos a força centrípeta:
\[F_{cp}=m\cdot a_{cp}=m\cdot\dfrac{v^{2}}{R}\]
No caso descrito, temos, usando as unidades no SI:
\[F_{cp}=m\cdot\dfrac{v^{2}}{R}=55\cdot\dfrac{22,2^{2}}{300} \cong \boxed{90,53} \ \ N\]
A força centrípeta possui a propriedade de ser direcionada para a tangente do movimento circular, ou seja, faz \(90º\) com a trajetória circular, portanto, o ângulo entre a força e o assento é de \(\boxed{90º}\)
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