Na figura abaixo, um automóvel de massa 2000 kg percorre um trecho retilíneo
e horizontal de uma estrada com velocidade constante de 20 m/s (ponto O). A
seguir, sobe uma colina, atingindo seu topo (ponto A, região com raio de
curvatura r = 100 m) com velocidade instantânea de 10 m/s. Continuando seu
trajeto, passa por uma depressão circular (ponto B, raio de curvatura r = 100 m)
com velocidade instantânea de 30 m/s. Pede-se:
A
B
a) Qual a intensidade da resultante das forças atuantes sobre o carro no ponto
0? Justifique.
b) Calcule a intensidade da força normal atuante sobre o carro no ponto O.
c) Calcule a intensidade da força normal atuante sobre o carro no ponto A.
d) Calcule a intensidade da força normal atuante sobre o carro no ponto B.
Soluções para a tarefa
a) A intensidade da resultante das forças atuantes sobre o carro nesse ponto equivale a zero.
b) A força normal equivale a 20.000N.
c) A intensidade da força normal atuante sobre o carro no ponto A equivale a 12.000N.
d) A intensidade da força normal atuante sobre o carro no ponto B equivale a 28.000N.
No ponto O, considerando a Primeira Lei de Newton, podemos afirmar que a resultante das forças atuando sobre o carro equivale a zero.
A Primeira Lei de Newton, também chamada de Lei da Inércia ou Princípio da Inércia, constata que um corpo parado tende a assim permanecer até que uma força o retire dessa condição e que, um corpo em movimento retilíneo uniforme também tende continuar o seu movimento até que uma força atue sobre ele.
No ponto O, a normal equivale ao peso do carro-
N = P
N = mg
N = 2000. 10
N = 20.000 N
No ponto A, o carro realiza um movimento circular uniforme cuja resultante equivale à força centrípeta e aponta para baixo.
P - N = Fc
20.000 - N = mV²/R
20.000 - N = 2.000. 20²/100
20.000 - N = 8000
N = 12.000 N
No ponto B, temos a força centrípeta apontando para cima.
Fc = N - P
2.000. 20²/100 = N - 20.000
N = 28.000 N