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Um carro (sem sustentação negativa), dirigido por um dublê, passa pelo alto de um morro cuja seção transversal pode ser aproximada por uma

Um carro (sem sustentação negativa), dirigido por um dublê, passa pelo alto de um morro cuja seção transversal pode ser aproximada por uma circunferência de raio R = 250 m. Qual é a maior velocidade para o qual o carro não perde contato com a estrada no alto do morro? Adote g=9,8m/s².

Respostas

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Andre Smaira

Vamos analisar a relação de forças verticais que atuam no carro no ponto alto do morro. Nesse ponto, ocorre a força peso \(P\), vertical para baixo, e a força normal \(N\), vertical para cima, causada pelo solo sobre o carro, devido ao contato entre eles. No caso de o carro perder o contato com a estrada, temos que \(N = 0\) e é nessa situação que ocorre a velocidade limite. Adotando o referencial do eixo vertical como sendo positivo quando aponta para baixo e aplicando a segunda lei de Newton, temos:


\[P-N = m \cdot a\]

em que \(m\) é massa do carro e \(a\) é sua aceleração. Como o morro poder ser aproximado por uma circunferência, \(a\) será a aceleração centrípeta, dada por \(\dfrac{V}{R^2}\).

Temos, então:


\[\eqalign{&m \cdot g - 0 = m \cdot \dfrac{V^2}{R} \\& V = \sqrt{R \cdot g} \\& V = \sqrt{250 \cdot 9,81} \\& \boxed{V = 49,52 \dfrac{m}{s^2}}}\]

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Uniasselvi STN Secretaria

A velocidade maxima que ele pode atingir é quando a força centripeta que "joga ele para fora da pista" se iguala a força de atrito lateral que "joga ele para dentro da pista", então:

Fc = Fat

mV²/R = MN

mV²/R = Mmg

V²/R = Mg

V² = RMg

V = √RMg

V = √250*M*10

V = √2500M

 

V = 50√M m/s

 

M é o coeficiente de atrito, que não foi dado.

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