Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 98
João senta-se cadeira de uma roda-gigante que está girando a uma velocidade constante de rotações/segundo. Quando João passa pelo ponto mais alto de sua trajetória circular, a força para cima que a cadeira exerce sobre ele é igual a um quarto de seu peso. Qual é o raio do círculo da trajetória de João?
Passo 1
Fala galerinha, beleza?
Nesse problema vamos discutir a tradicional situação da roda-gigante! Para isso, o primeiro passo é desenhar as forças que agem sobre João quando ele está no ponto mais alto da trajetória:
Com isso, podemos escrever que
O enunciado disse que a força que o assento exerce sobre João é um quarto de seu peso, de modo que
Assim,
Usando , achamos
Passo 2
Agora vamos lembrar que
Por outro lado, temos que
Substituindo uma equação na outra:
Logo,
O enunciado forneceu a frequência de rotação
Com isso, o período é dado por
Assim,
Fazendo as contas, achamos