03. Um estudante em movimento circular, com 60 kg de massa, está em uma roda-gigante que descreve uma circunferência vertical de 8,0m de raio a uma velocidade escalar constante de 4,0 m/s. Qual é o módulo da força normal exercida pelo assento sobre o estudante quando ambos passam (a) pelo ponto mais alto da trajetória circular e (b) pelo ponto mais baixo (em N)?
Soluções para a tarefa
O módulo da força normal exercida pelo assento sobre o estudante quando ambos passam pelo ponto mais alto da trajetória circular é de 480N e pelo ponto mais baixo é de 720N.
Movimento Circular
A roda gigante realiza um movimento circular uniforme com velocidade linear constante e descrevendo uma circunferência vertical de raio igual a 8 metros.
Nos movimentos circulares uniformes, o vetor velocidade muda constantemente de direção para manter a trajetória em círculo. A força centrípeta resultante que atua no corpo deverá sempre apontar para o centro do movimento.
Fc = m.V²/R
Onde,
- Fc = força centrípeta
- m = massa
- V = velocidade
- R = raio
No ponto mais alto da trajetória a força resultante aponta para baixo-
P - N = Fc
mg - N = m.V²/R
600 - N = 60. 4²/8
N = 600 - 120
N = 480N
No ponto mais baixo, a força resultante aponta para cima-
N - P = Fc
N = m.V²/R + mg
N = 60. 4²/8 + 600
N = 720N
Saiba mais sobre os Movimentos Circulares em,
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