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FORÇA CENTRÍPETA. DEFINIÇÃO Chamamos de força centrípeta, a resultante das forças, orientadas para o centro de uma trajetória num certo referencial.

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1 FORÇA CENTRÍPETA

2 DEFINIÇÃO Chamamos de força centrípeta, a resultante das forças, orientadas para o centro de uma trajetória num certo referencial.

3 CARACTERÍSTICAS DA FORÇA CENTRÍPETA: Direção: perpendicular a velocidade tangencial. Sentido: orientado para o centro do círculo. Módulo: F = m. V 2 R F = m. a c

4 EXEMPLOS DA FORÇA CENTRÍPETA: a ) No plano vertical Estrada em lombada P - N A = m. ( V A ) 2 R A N B - P = m. ( V B ) 2 R B VAVA VBVB A B P P NANA NBNB O O acac acac

5 b ) No plano horizontal: Bloco preso por um fio em MCU num plano horizontal. N = P T = m. V 2 R R O T N P

6 c ) Um automóvel num "LOOPING". N B + P = m. ( V B ) 2 R N B = 0... V min = R. g B A R VBVB VAVA P N P N N A - P = m. ( V A ) 2 R

7 FORÇA DE ATRITO NO MOVIMENTO CIRCULAR N = P F at = m. V 2 R N P O F at acac

8 EXERCÍCIO

9 1. Considere uma montanha russa em forma de looping e P o ponto mais alto. Um carrinho passa pelo ponto P e não cai. Pode-se afirmar que no ponto P a(o): a) força centrífuga que atua no carrinho o empurra sempre para a frente. b) força centrípeta que atua no carrinho equilibra o seu peso. c) força centrípeta que atua no carrinho mantém sua trajetória circular. d) soma das forças que o trilho faz sobre o carrinho equilibra seu peso. e) peso do carrinho é nulo nesse ponto.

10 2. Um carro de massa 800 kg realiza uma curva de raio 200 m numa pista plana horizontal. Adotando g = 10 m/s 2, calcule o coeficiente mínimo de atrito entre os pneus e a pista para uma velocidade de 72 km/h. = ? Solução: F at = m. V 2 R. P = m. V 2 R. m. g = m. V 2 R. 10 = = 2 = 2 : 10 = 0,2. 10 = km/h : 3,6 20 m/s

11 3. Um carro de massa 1,0 x 10 3 kg percorre um trecho de estrada em lombada, com velocidade constante de 20 m/s. Adote g = 10 m/s 2 e raio de curvatura da pista na lombada 80 m. Determine a intensidade da força que a pista exerce no carro quando este passa pelo ponto mais alto da lombada. N = ?Solução: P - N A = m. ( V A ) 2 R A ( ) - N = N = N = N = = N 5000 = N N = 5000 N VAVA VBVB A B P P NANA NBNB O O acac acac

12 4. Uma esfera de 2,0 kg de massa oscila num plano vertical, suspensa por um fio leve e inextensível de 1,0 m de comprimento. Ao passar pela parte mais baixa da trajetória, sua velocidade é de 2,0 m/s. Considerando g = 10 m/s 2, qual a tração no fio quando a esfera passa pela posição inferior ? Solução: T - P = m. ( V ) 2 R T – (2. 10) = T – 20 = 2. 4 T – 20 = 8 T = T = 28 newtons T = ? T P N > P


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