UFABC – Fenômenos Mecânicos – Lista 3 – Questão 08
Suponha que o coeficiente de atrito estático entre a estrada e os pneus de um carro é e não há sustentação negativa. Que velocidade deixa o carro na iminência de derrapar quando faz uma curva não compensada com de raio?
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?O truque sujo dessa questão aqui, é a gente perceber que a resultante centrípeta neste caso é a força de atrito estático máximo, pois o carro está na iminência de derrapar!
Então a ideia aqui é aplicar a segunda lei no eixo radial e igualar à força centrípeta! Mas relaxa, vou fazer passo a passo contigo!
Passo 2
Aplicando a segunda lei de Newton no eixo radial:
Lembrando da definição da força de atrito:
E da fórmula para a aceleração centrípeta:
Então a força de atrito é:
Certo?
Guarda esse resultado!
Passo 3
Além disso, podemos perceber que como não há movimento no eixo na direção do peso e da normal, então há um equilíbrio de forças, assim:
Substituindo na equação que guardamos no passo anterior () para determinar a força de atrito em função do peso:
Isolando :
Substituindo os valores conhecidos:
Mas só uma coisinha! A resposta está em e não em !
Passo 4
Transformando de para , devemos multiplicar a velocidade por :
Portanto, o carro deve fazer a curva com no máximo para que ele não derrape.
Beleza? Agora sim acabou!
Espero ter ajudado!