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?
Soluções para a tarefa
Olá! Espero ajudar!
O carrinho, ao entrar no looping, começa a realizar um movimento circular, no qual haverá uma aceleração centrípeta que sempre apontará para o centro da trajetória e será a responsável por mudar a direção do vetor velocidade, estabelecndo uma trajetória circular.
No ponto mais baixo do looping, a força centrípeta (resultado do produto da massa do corpo pela aceleração centrípeta) apontará para cima, assim como a força normal, enquanto o peso apontará para baixo.
No ponto mais alto da trajetória a força centrípeta apontará para baixo, assim como a força normal e o peso do carrinho -
Fc = N + P
A velocidade mínima do carrinho ocorrerá no momento em que o contato do trêm com o trilho for próximo à zero -
N = 0
Então,
Fc = 0 + P ⇒ Fc = P
Fc = m·V²/R
P = m·g
m·V²/R = m·g
V² = R·g
V² = 1·10
V = √10
V≅ 3,16 m/s