FORÇA CENTRÍPETA  

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

  CARACTERÍSTICAS DA FORÇA CENTRÍPETA: Direção: perpendicular a velocidade tangencial. Sentido: orientado para o centro do círculo. Módulo: F = m . ac F = m . V2 R

EXEMPLOS DA FORÇA CENTRÍPETA: a ) No plano vertical Estrada em lombada NB - P = m . ( VB )2 RB VA VB A B P NA NB O ac P - NA = m . ( VA )2 R A

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

c ) Um automóvel num "LOOPING". NA - P = m . ( VA)2 R B A R VB VA P N NB + P = m . ( VB ) 2 R N B = 0 ... Vmin = R . g

FORÇA DE ATRITO NO MOVIMENTO CIRCULAR N = P Fat = m . V2 R  N P O Fat ac

EXERCÍCIO

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.

2. Um carro de massa 800 kg realiza uma curva de raio 200 m numa pista plana horizontal. Adotando g = 10 m/s2, calcule o coeficiente mínimo de atrito entre os pneus e a pista para uma velocidade de 72 km/h. Fat = m . V2 R Solução: m = ? m . P = m . V2 R 72 km/h : 3,6 m . m . g = m . V2 R 20 m/s m . 10 = 202 200 m . 10 = 400 200 m . 10 = 2 m = 2 : 10 m = 0,2

3. Um carro de massa 1,0 x 103 kg percorre um trecho de estrada em lombada, com velocidade constante de 20 m/s. Adote g = 10 m/s2 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 . Solução: N = ? P - NA = m . ( VA )2 R A VA VB A B P NA NB O ac (1000 . 10) - N = 1000 . 202 80 10000 - N = 1000 . 400 80 10000 - N = 1000 . 5 10000 - N = 5000 10000 - 5000 = N 5000 = N N = 5000 N

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/s2, qual a tração no fio quando a esfera passa pela posição inferior ? T = ? N > P Solução: T - P = m . ( V )2 R T P T – (2 . 10) = 2 . 22 1 T – 20 = 2 . 4 T – 20 = 8 T = 8 + 20 T = 28 newtons