Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 8.Exercícios e Problemas - Ex. 40
Durante uma festa, você decide se divertir na roda gigante. Tendo comido exageradamente maçãs e orelhas doces, você acha um tanto desagradável o movimento. Para que sua mente esqueça o estômago, você começa a se indagar acerca do movimento do brinquedo. Então estima que o raio da roda gigante seja de , e usando o seu relógio de pulso, determina que cada volta é completada em .
a. Qual é o módulo de sua velocidade e o de sua aceleração?
b. Qual é o valor da razão entre seu peso no topo de cada volta e seu peso quando está em pé no solo?
c. Qual é o valor da razão entre seu peso na parte inferior de cada volta e seu peso em pé no solo?
Passo 1
Olá, tudo bem?
Letra a)
A velocidade linear depende do raio da trajetória e do período. O raio mede e o período é de , assim a velocidade é:
E a aceleração é a aceleração centrípeta e vale:
Passo 2
Letra b)
Vamos chamar de peso quando estamos em pé no solo e o peso quando estamos no topo (que será igual à força normal). No topo temos a força normal apontando para cima e a força peso apontando para baixo. A resultante dessas forças é a força centrípeta que aponta para baixo, já que ela sempre aponta para o centro da trajetória. Então da segunda lei temos:
E a razão entre e é:
Passo 3
Letra c)
Agora quando estamos embaixo, temos as mesmas forças, no entanto, a resultante aponta para cima. Então da segunda lei temos:
E a razão entre e será:
Beleza?
Espero ter ajudado!
Vamos pra próxima?