Qual é a força (em kN) sentida por um piloto de jato contra seu assento ao completar um loop vertical de 500 m de raio a uma velocidade de ? Admita que sua massa seja de 70,2 kg e que o jato esteja passando no ponto mais alto do loop.

Passo 1

Vamos entender a pergunta: queremos descobrir qual é a força que um piloto de jato sente contra seu assento quando está completando um loop vertical com raio de 500 metros e velocidade de 200 m/s. Para resolver isso, vamos usar conceitos de força centrípeta e leis do movimento.

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular a força centrípeta que mantém o piloto no movimento circular. A fórmula para a força centrípeta ( ) é:
Onde:
  • é a massa do piloto (70,2 kg)
  • é a velocidade (200 m/s)
  • é o raio do loop (500 m)

Passo 3

Vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando o numerador:
Agora, dividindo pelo raio:

Passo 4

No ponto mais alto do loop, a força que o piloto sente contra o assento ( ) é a diferença entre a força centrípeta e o peso do piloto. A fórmula fica:
Onde:
  • é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²)
Calculando o peso:
Subtraindo do centrípeto:

Passo 5

Convertendo a força para quilonewtons (kN):

Resposta

A força sentida pelo piloto é de aproximadamente 2,672 kN.

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