Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 6.5 - Ex. 85
O disco circular de massa e raio está rolando na parte mais baixa da trajetória circular de raio . Se o disco possui uma velocidade angular , determine a força exercida pela trajetória sobre o disco.
Passo 1
Conforme o disco rola pela trajetória de raio , o centro de massa do disco descreve uma trajetória de raio .
Portanto, para que o centro de massa mantenha essa trajetória com velocidade linear , ele deve possuir uma aceleração centrípeta :
E como o disco gira com velocidade angular e tem raio , a sua velocidade linear é:
Então:
Passo 2
E então podemos utilizar a segunda lei de Newton na direção centrípeta:
As forças que agem nessa direção são a força normal da trajetória sobre o disco e a força peso:
Resposta
A força normal é .
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