Question

um carrinho de brinquedo é colocado em um trilho e segue em direção a um looping.
Sabe-se que a massa do carrinho vale 50 gramas e raio do looping 1 metro. Qual deve ser a velocidade mínima do carrinho, no ponto mais alto do looping para que o brinquedo continue na trajetória circular?

Answer 1

Olá! Espero ajudar!

Quando um móvel percorre sobre um trilho uma trajetória circular em looping, temos atuando no carrinho uma aceleração centrípeta que é a responsável pela mudança de direção do vetor velocidade, garantindo a execução do movimento circular. A força centrípeta resultante dessa aceleração, sempre apontará para o centro da trajetória. Também atuam no carrinho a força Peso e a força de contato entre o carrinho e o trilho.

No ponto mais alto da trajetória, a força peso e a normal de contanto do carrinho com o trilho estão voltadas para o centro da trajetória. Então temos que,

Fc = P + N

Quando o carrinho estiver na iminência de cair (velocidade mínima) o ponto de contato entre o carrinho e o trilho tenderá a zer, assim N = 0.

Fc = P + 0  ⇒  Fc = Peso

mV²/R = mg

V²/R = g

V²= Rg

V = √Rg

V = √1·10

V = √10

v ≅ 3,16 m/s             (velocidade mínima para que o carrinho não caia)