Um saco com 50 kg de farinha está encostado na parede interna de um rotor, sem apoio embaixo, girando com velocidade constante em movimento circular, de raio 2 m.
a) Por que o saco não escorrega pela parede do rotor?
b) Qual será o valor da força de reação normal da parede se a velocidade angular for igual a 10 rad/s?
Soluções para a tarefa
Utilizando definições de atrito e moviment ocircular, temos:
a) Atrito estatico.
b) 10.000N
Explicação:
a) Por que o saco não escorrega pela parede do rotor?
Porque as paredes do rotor possuem atrito estatico, e o atrito estatico é mais forte quanto maior for a força normal.
Neste caso a força de rotação do rotor aponta no saco para fora do centro, ou seja, para dentro da parede, aumentando ainda mais a força normal da parede, fazendo com a que a força de atrito do roto fique ainda mais forte sobre o saco de farinha, fazendo com que ele não escorregue.
b) Qual será o valor da força de reação normal da parede se a velocidade angular for igual a 10 rad/s?
Então temos a velocidade angular de 10 rad/s, se multiplicarmos esta velocidade pelo raio teremos a velocidade tangencial do saco:
v = 10 . 2 = 20 m/s
Assim temos a velocidade de 20 m/s no saco.
Com a velocidade tangencial e o raio, podemos encontrar a aceleração centripeta:
a = v² /R
a = 20² / 2
a = 400/2
a = 200 m/s²
E finalmente tendo a aceleração podemos descobrir a força sobre o saco:
F = m . a
F = 50 . 200
F = 10000N
Assim a força sobre a parede, logo, a força normal é de 10000N.