Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 8.Exercícios e Problemas - Ex. 16
16. A força normal iguala-se em intensidade à força gravitacional quando um vagão de montanha-russa passa pelo topo de um loop vertical com de diâmetro. Quanto vale a velocidade do vagão no topo?
Passo 1
Opa! Aqui vamos nós de novo!
Olha só! Primeiramente vamos fazer o diagrama de corpo livre para o nosso vagão...
No nosso vagão estão agindo duas forças, a força peso e a força de reação normal do trilho. De modo que iremos ter o esquematizado na imagem abaixo,
Passo 2
Fazendo o somatório das forças na direção radial, obtemos que...
E como a questão nos diz que a força normal iguala-se em intensidade à força gravitacional quando o vagão passa pelo topo do loop, então;
Onde substituindo os valores numéricos que temos,
Essa é a velocidade do vagão no topo! Pronto! Finalizamos aqui!