6. Um carro de massa igual a m percorre uma estrada com velocidade constante, cujo peril está representado na figura abaixo, sem jamais perder contato com o solo. As afirmações em seguida se referem às forças que agem sobre ele no topo da colina C e no fundo da depressão D , ambas com o mesmo raio.

  1. A força normal aplicada sobre o carro é igual a m g nos dois pontos.
  2. A força normal aplicada sobre o carro é menor que m g no ponto C .
  3. A força normal aplicada sobre o carro nos pontos C e D pode ser maior, menor ou igual a m g , dependendo da velocidade.
  4. A força normal aplicada sobre o carro é menor que m g no ponto D .
  5. Nenhuma das alternativas anteriores.

Passo 1

Olá, galerinha! Aqui nós temos que comparar a força normal sobre o carro em pontos diferentes da trajetória. Note que os pontos destacados são trajetórias circulares, ou seja, vamos ter que usar o nossos conhecimentos sobre movimento circular.

Lembra que no movimento circular temos que,

m   a r = F r e s

Onde F r e s é a força resultante do sistema, que faz com que o carrinho continue seu movimento e a a r é a nossa aceleração radial. Com isso, temos que

m   v 2 r = F r e s

Agora vamos analisar cada ponto.

Passo 2

No ponto C , temos que a força resultante tem que direcionar o carro para descida. Logo,

m   v 2 r = m g - N

Isolando N

N = m g - m v 2 r

Logo, para essa igualdade ser verdadeira temos que

N < m g

Com isso, já podemos perceber que a letra B está correta, uma vez que a força normal aplicada sobre o carro é menor que m g no ponto C .

Prontinho!

Resposta

Letra B

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