Um avião de acrobacias descreve a seguinte trajetória descrita ao passar pelo ponto mais baixo da trajetória, a força exercida pelo banco da aeronave sobre o piloto que comanda é:
(A) Nda
(B) Maior que o peso do piloto
© Igual a do piloto
(D) Nula
(E) Menor que o peso do piloto - Justifique a alternativa
(A) Nda
(B) Maior que o peso do piloto
© Igual a do piloto
(D) Nula
(E) Menor que o peso do piloto - Justifique a alternativa
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre a força que o banco de um avião acrobático exerce sobre o piloto quando o avião está no ponto mais baixo da trajetória. Vamos usar conceitos de dinâmica circular, especialmente a ideia de força centrípeta e peso. Vamos precisar entender como essas forças atuam nesse movimento.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando o avião está no ponto mais baixo da trajetória, ele está fazendo uma curva para cima. Nesse momento, o piloto sente duas forças atuando nele: o peso (que é a força da gravidade puxando pra baixo) e a força centrípeta que é necessária para manter o movimento circular.
Passo 3
A força centrípeta ($ F_c $) é calculada pela fórmula:
onde:
- $ m $ é a massa do piloto,
- $ v $ é a velocidade do avião,
- $ r $ é o raio da curva.
Essa força precisa ser fornecida pela força normal ($ N $) que o banco exerce sobre o piloto.
Passo 4
No ponto mais baixo, o banco precisa não só equilibrar o peso do piloto ($ P = m g
N $) é a soma dessas duas forças:
Passo 5
Observando a equação, vemos que $ N $ é maior que $ P $ porque estamos adicionando a força centrípeta ao peso. Isso significa que a força que o banco exerce sobre o piloto é maior que o peso dele no ponto mais baixo da trajetória.
Resposta
A alternativa correta é a (B) Maior que o peso do piloto.