Enunciado

O Exemplo de Conceito-Múltiplo 17 revisa os conceitos básicos envolvidos neste problema. O ar correndo sobre as asas de carros de corrida de alto desempenho gera resistência do ar horizontal indesejada, mas também causa uma força descendente vertical, o que ajuda os carros a agarrar a pista com mais segurança. O coeficiente de atrito estático entre a pista e os pneus de 690 kg carro de corrida é 0,87. Qual é a magnitude da aceleração máxima em que o carro pode acelerar sem que seus pneus escorreguem quando uma força descendente de 4060 N e uma força de resistência do ar horizontal de 1190 N atuam sobre ela?

Passo 1

Oii tudo bem?

Vamos lá resolver mais uma questão muito interessante para nosso entendimento completo do capítulo!

Antes de vir tentar resolver o problema, recomendo que você dê uma olhada no Exemplo 17 desse capítulo do livro. Lá o autor vai explicar passo a passo alguns conceitos bem importantes.

Passo 2

Para determinar a aceleração ( a → ) do carro, vamos considerar as forças agindo nele:

  • Vertical:
  • P → = m ⋅ g → → Peso do carro ( - )
  • F → D = 4060   N → Força descendente ( - )
  • N → → Força normal ( + )
  • Horizontal:
  • f → → Força de tração
  • F → a t → Força de atrito
  • F → a r → Força de resistência do ar
  • Passo 3

    Fazendo o equilíbrio das forças:

  • Vertical:
  • N → = P → + F → D = m ⋅ g → + F → D

                                                  = 600 k g ⋅ 9,81 m / s 2 + 4060 N

    N → = 10828,9 N                                                              

  • Horizontal:

f → = F → a t - F → a r → m ⋅ a → = F → a t - F → a r

Resolvendo para a →

a → = F → a t - F → a r m

Passo 3

A força de atrito é dada por

F → a t = μ ⋅ N → = 0,87 10828,9 N → F → a t = 9421,1 N

Passo 4

Substituindo na equação achada para a aceleração, temos:

a → = F → a t - F → a r m = 9421,1 N - 1190 N 690 k g → a → = 11,9 m / s 2

Resposta

a → = 11,9 m / s 2

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