Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 8.Exercícios e Problemas - Ex. 50
Um carro de parte do repouso e se desloca em uma pista circular horizontal com de diâmetro. A força para frente exercida pelas rodas do carro é constante e vale .
a. Qual é o módulo e qual é a orientação da aceleração do carro em ? Expresse a direção como um ângulo formado com o eixo .
b. Se os pneus do carro são de borracha, e o piso de concreto, quanto tempo decorrerá para que o carro comece a derrapar para fora do círculo?
Passo 1
Olá, tudo bem?
Letra a)
Antes de tudo, precisamos identificar quais quantidades precisamos calcular para achar o módulo e a orientação da aceleração. A aceleração nesse caso vai ser composta da componente radial e componente tangencial.
A componente radial vem da velocidade radial. A aceleração tangencial vem da força resultante. Então vamos começar calculando :
E a velocidade após os de movimento:
E agora podemos achar a aceleração radial:
Agora vamos calcular o módulo da aceleração :
E a orientação:
Passo 2
Letra b)
Para o carro irá derrapar para fora a força de atrito deve ser máxima, e igual á força centrípeta. Aí calculamos a velocidade que o carro deve estar na derrapagem e como já sabemos a aceleração tangencial, é possível calcular o tempo.
Consultando uma tabela de coeficientes de atrito, temos que o coeficiente de atrito dos pneus de borracha com o concreto seco é . Da segunda lei temos:
Agora do mruv, vamos achar o tempo que o carro leva para atingir essa velocidade:
Beleza?
Espero ter ajudado!
Vamos pra próxima?