Question

(FGV) Um automóvel de 1720 kg entra em uma curva horizontal de raio r = 200 m, a 108 km/h. Sabendo que o coeficiente de atrito entre os pneus do automóvel e a rodovia é igual a 0,3, considere as afirmações: (g = 10 m/s 2)

I - O automóvel está a uma velocidade segura para fazer a curva.
II - O automóvel irá derrapar radialmente para fora da curva.
III - A força centrípeta do automóvel excede a força de atrito.

A resposta pra esse exercício já está presente no site, mas, em relação aos vetores, eu não consegui entender, principalmente em relação à força de atrito. Por favor, deem um help aqui

Answer 1

Imagine o seguinte problema.

Supondo que temos um certo carro deslocando tranquilamente em uma trajetória retilinea.

De tal forma, que logo adiante o motorista perceba uma pista ou uma curva do tipo rotatória. Lembrando do conceito lá da primeira lei de Newton, um corpo em movimento tende a se mover o sentido da tragetória. Como a velocidade linear em direção á pista é tangente ao centro da rotatória, é de se esperar que o carro tende a percorrer em sua tangente. Para que o carro não saia da tragetória e consiga fazer a curva, ai a força de atrito entre no jogo, ou seja, a força contrária é a força de atrito.


Logo,

Fat = Frc

Fat = mV^(2)/r

Fat = 1750×(108/3,6)^2/r

Fat = 1750×(30)^2/200

Fat = 1750×900/200

Fat = 1750×9/2

Fat = 7.875N

Esse seria o valor mínimo que a força de atrito deve ter para que o carro faça a tragetória sem derrapar.
__________

Agora, vamos conferir se realmente a força de atrito tem esse valor.

Fat = uN

Fat = umg

Fat = 0,3×1750×10

Fat = 5250N

Observe que a força máxima do atrito seria 5250N, essa força não satisfaz o critério da primeira análise.
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1)

Observa que o valo da força de atrito é inferior ao calculado com velocidade de 30m/s. Então essa velocidade não é segura.

2)

Sim, já que a força Força de atrito encontrado ao segundo exemplo é menor.


3)

Sim, a força centripeta apresenta um maior limite.

7.875 > 5250