Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 8.Exercícios e Problemas - Ex. 4
4. | Um vagão de 1.500 kg desloca-se a 25 m/s em um trilho circular
com 200 m de diâmetro. Qual é o módulo e qual é a orientação da
força resultante sobre o vagão? O que causa esta força?
Passo 1
Fala galera, então o vagão ta fazendo um movimento circular com uma velocidade constante.
E a gente viu nesse capitulo, que pra acontecer um movimento desses a força resultante tem que apontar para o centro da circunferência. Ta então a orientação da força a gente já sabe. Bora achar o modulo dessa força.
Passo 2
Sabemos que a força centripeta é igual a massa vezes a aceleração centripeta (2ª Lei de Newton). E sabemos que a aceleração centripeta é igual a velocidade ao quadrado dividido pelo raio, assim:
Então a força cetripeta fica:
A gente tem todos esses valores, vamos substituir:
Vejam que o diâmetro é igual a , por isso o raio é igual a . Calculando isso ai:
Passo 3
Agora vamos pensar no que esta causando essa força.
O trem esta andando sobre os trilhos e não esta mais em contato com nada, então a única coisa que pode aplicar um força nesse vagão são os trilhos.