Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 95
Uma curva com raio de em uma estrada plana possui uma inclinação lateral correta para uma velocidade de . Caso um carro contorne essa curva com qual deve ser o coeficiente de atrito estático mínimo entre os pneus e a estrada para que o carro não derrape?
Passo 1
Opa, bora resolver esse problema! Aqui a gente tem uma curva em uma estrada com raio de . A estrada é plana mas tem uma inclinação lateral correta para .
Mas p que é essa “inclinação correta”?!
Conforme no exemplo do livro texto, o ângulo correto para mínima força de atrito é dada por:
Como o carro está com uma velocidade maior, a força de atrito mínima vai ser a soma da força normal e da força de atrito na horizontal:
Lembrando que para MCU a aceleração é a aceleração centrípeta .
O que queremos saber aqui é qual deve ser o coeficiente de atrito estático mínimo entre os pneus e a estrada para que o carro não derrape se a velocidade do carro for !
Passo 2
Na vertical temos as componentes tanto da força de atrito quanto da normal, mas agora sendo equiparadas com o peso:
E usando a relação da força de atrito e , as duas equações ficam da seguinte forma:
E agora vamos dividir uma pela outra:
Passo 3
E ? Do enunciado e do passo temos os dados do ângulo “certo”: , e usando a fórmula:
Agora podemos substituir na relação entre e e determinar o coeficiente de atrito minimio:
Agora é só jogar na calculadora e isolar o :
Beleza? Vamos pra próxima?