Question

UFMG) Quando um carro se desloca numa estrada horizontal, seu peso P é anulado pela reação normal N exercida pela estrada. Quando esse carro passa no alto de uma lombada, sem perder o contato com a pista, seu peso será representado por P' e a reação normal da pista sobre ele por N'.
Com relação aos módulos dessas forças, pode-se afirmar que:
a) P' < P e N' = N
b) P' < P e N' > N
c) P' = P e N' < N
d) P' = P e N' > N
e) P' > P e N' < N

Answer 1

Observação inicial: Veja a imagem em anexo.

(As forças foram representadas sem escala)

Vamos analisar cada situação.

• Em uma estrada horizontal, como não há mudança na direção do vetor velocidade, as únicas forças atuantes na vertical são a normal e o peso.

Como o carro não afunda no solo, nem sai voando para cima, a força resultante é zero, certo? Por isso, P = N.

• Ao passar pela lombada, ocorre uma mudança no vetor velocidade (em sua direção), passa a existir uma força centrípeta (Fc) relacionada com a realização da curva, além do peso e da normal.

Fixando, a força centrípeta ocorre porque há uma variação da velocidade centrípeta do carro (mudança na direção), ou seja, há uma aceleração centrípeta também.

Importante: A velocidade é um vetor que possui dois componentes (tangencial, responsável por variar o módulo, e centrípeta, como já vimos)

Resolvendo:

Na situação da lombada, o carro também não afunda no solo, nem sai voando para cima. Por isso, a força resultante na vertical é zero. Logo, a somatória das forças para cima é igual a somatória das forças para baixo.

N' = P' + Fc

• O peso depende apenas do campo gravitacional e da massa, por isso:    P' = P (i)

Se N' = P + Fc, então N' > N (ii).

Com as informaçõse (i) e (ii), podemos responder a questão.

• Resposta: d) P' = P e N' > N