O carrinho de uma montanha russa em um parque de diversões tem sua trajetória passando pela parte interna do círculo indicado na figura. Desconsidere o atrito entre o carrinho e o trilho da montanha russa. Sabendo que, se existirem, é a força peso que a Terra exerce sobre o carrinho, é a normal que o trilho exerce sobre o carrinho, é a força tangencial exercida pelo trilho e é a força centrípeta, qual das figuras a seguir indica corretamente as forças que atuam sobre o carrinho no instante em que ele passa pelo ponto ?
(a) Figura (I)
(b) Figura (II)
(c) Figura (III)
(d) Figura (V)
(e) Figura (VI)
(f) Figura (IV)
(g) Figura (VII)
Passo 1
Essa questão tem uma pegadinha!
A força centrípeta não é literalmente uma força...
Para que um corpo realize uma trajetória circular, a resultante das forças na direção radial (apontando para o centro) deve ter um valor específico de:
Esse valor específico é chamado de força centrípeta.
Ou seja, na verdade não existe uma força centrípeta, o que existe são outras forças sobre um corpo que geram uma força resultante no valor da força centrípeta.
Sacou?
Passo 2
Agora que sabemos que a força centrípeta não é realmente uma força, todos os diagramas que representaram a estão incorretos.
Sobram apenas as figuras (IV) e (VI).
A força peso sempre aponta para baixo, enquanto a força normal é sempre perpendicular à superfície de contato.
Assim, o diagrama que representa corretamente as forças é a figura (IV):
Ficamos com a alternativa (f).
Resposta
Letra (f)