Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinâmica: Mecânica para Engenharia - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 13.Problemas fundamentais - Ex. 12
A motocicleta tem massa de 0,5 Mg e dimensão desprezível. Ela passa pelo ponto A movendo-se com velocidade de 15 m/s, a qual está aumentando a uma razão constante de . Determine a força de atrito resultante exercida sobre os pneus neste instante.
Passo 1
A chave de problemas de cinética está no diagrama de corpo livre. Ao identificarmos todas as forças que o nosso problema está sujeito, conseguiremos visualizar o que há de ser feito mais facilmente.
Relembrando do capítulo de cinemática, vimos que a aceleração centrípeta de um corpo é dada por:
Passo 2
Vamos começar por esboçar o diagrama de corpo livre do nosso problema. Desta forma, temos:
Portanto, a moto está sujeito a força de atrito em duas direções: uma na normal, que está relacionada a componente normal da aceleração, e outra na direção tangencial, que está relacionada ao aumento de velocidade da moto.
Passo 3
Para calcularmos cada uma das componentes das forças, precisamos fazer o somatório das forças em cada uma das direções. Começando pela direção normal, temos:
Já para a componente tangencial, temos:
Passo 4
Por fim, só nos falta calcularmos a intensidade da força de atrito. Utilizando as suas componentes, temos então: