Ao passar pelo ponto mais baixo de um loop circular de uma montanha russa de raio , o peso aparente dos passageiros aumenta em em relação ao seu peso real. Quanto vale a velocidade do vagão nesse ponto?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Passo 1
O peso aparente é a força de reação que sentimos com o chão, ou seja, a força normal.
Em uma situação onde estamos em equilíbrio na vertical:
A força normal que sentimos é igual à força peso.
Entretanto, em situações de não equilíbrio, podemos ter a força normal maior ou menor que a força peso. Assim, falamos do peso aparente.
Passo 2
Como o corpo está realizando uma trajetória circular, a força resultante sobre ele deve atuar como força centrípeta.
Assim, temos:
Passo 3
Como o peso aparente é maior que o peso real, temos que a força normal é:
Assim, nossa equação fica:
Passo 4
A expressão para a força resultante centrípeta é:
Logo, ficamos com:
A força peso é dada por :
Multiplicar por meio, é igual a dividir por , logo:
Ficamos com a alternativa (C).
Resposta
Letra (C)