Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinâmica: Mecânica para Engenharia - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 112
Em um dado instante, um carro desloca-se ao longo de uma estrada curva circular com uma velocidade escalar de enquanto diminui sua velocidade escalar em uma taxa de . Se a intensidade da aceleração do carro é , determine o raio de curvatura da estrada.
Passo 1
Temos um problema de movimento curvilíneo! Vamos extrair todas as informações da questão. Se um carro tem velocidade escalar de , sabemos que . Se esta velocidade escalar diminui a uma taxa constante de , pela unidade era de se esperar que tratamos de uma aceleração. Mas qual aceleração??? Como ela é responsável por diminuir a velocidade do carro, e o carro só possui velocidade tangente a curva, logo, tratamos de uma aceleração tangente . Por fim, temos o módulo da aceleração .
Portanto, precisamos determinar o raio de curvatura, através do componente normal da aceleração, que satisfaça as relações acima!
Passo 2
Inicialmente, escreveremos as relações físicas do nosso problema. O módulo da aceleração é dado por:
Reescrevendo,
E como ,
Portanto, a componente normal da aceleração é
Passo 3
Precisamos relacionar agora o valor de com o raio da curvatura. Para isto, utilizaremos a seguinte relação
Substituindo os valores, obtemos: