Enunciado

Um veículo A viaja para o oeste em alta velocidade em uma estrada perfeitamente reta B que é tangente à superfície da Terra no equador. A estrada não possui qualquer curvatura no plano vertical. Determine a velocidade necessária v r e l do veículo em relação à estrada que dará origem à aceleração nula do veículo na direção vertical. Assuma que o centro da Terra não possui nenhuma aceleração.

Passo 1

Bom galera, nesse exercício vamos precisar buscar o raio e a velocidade de rotação da Terra. Pela tabela D/2, temos que:

R = 6378   k m

ω = 7,292 × 10 - 5   r a d / s

Beleza! O enunciado diz que a aceleração resultante na vertical deve ser nula. Vamos desenhar o sistema para entender o que isso quer dizer.

No sistema, existem 2 acelerações: a aceleração a o que é a aceleração normal da Terra que aponta para o centro devido sua velocidade angular; e a aceleração a r e l que é a aceleração de A em relação ao eixo que gira. Para as duas se anularem, temos que:

a O = a r e l

R ω 2 = 2 ω v r e l

6378000 7,292 × 10 - 5 2 = 2 7,292 × 10 - 5 v r e l

Encontramos então que:

v r e l = 232,5   m / s

Resposta

v r e l = 232,5   m / s

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