Mackenzie Tarde 2019/1
Força centrípeta é a força resultante que puxa um corpo na direção e sentido do centro da trajetória de um movimento curvilíneo.
Um exemplo de força centrípeta é a força gravitacional no movimento do planeta Terra ao redor do Sol. Nesse caso, é a força gravitacional entre o planeta e a estrela que faz com que a TERRA não escape da trajetória elíptica ao redor do Sol e deixe de orbitá-lo.
Analisando o movimento curvilíneo de um carro em uma pista horizontal, a força que tem o papel de força centrípeta é a
força peso do carro.
força de atrito entre os pneus e a pista.
força normal dos pneus na pista.
força de tração do motor.
força de gravitacional entre o carro e a pista.
Resolução
Resolução detalhada
Em uma curva plana (horizontal), o carro descreve uma trajetória circular de raio \(R\). Para que ele se mantenha nessa trajetória, deve existir uma força resultante horizontal que aponte para o centro da curva, a chamada força centrípeta:
\[F_c = m\,\frac{v^2}{R}\]
No plano horizontal, as interações relevantes são:
- Peso (\(P\)), vertical e para baixo.
- Normal (\(N\)), vertical e para cima, exercida pela pista.
- Atrito estático (\(F_{at}\)), ao longo da superfície da pista, cuja direção pode apontar para o centro da curva.
- Tração do motor, que atua longitudinalmente sobre as rodas motrizes para fazê-las girar.
Como a força centrípeta deve apontar para o centro da curva no plano horizontal, apenas forças horizontais podem desempenhar esse papel. Os pesos e normais se cancelam verticalmente e não têm componente radial. A tração do motor atua na linha do movimento do carro (empurrando-o para frente), não apontando para o centro da curva. Resta o atrito estático entre pneus e pista, que pode ter direção radial (para dentro da curva) quando o carro gira. Portanto, essa é a força que fornece a aceleração centrípeta.
Resposta: B
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Força centrípeta: força resultante que aponta para o centro da trajetória curvilínea e mantém o corpo em movimento circular.
- Atrito estático: surge quando não há deslizamento entre superfícies; seu módulo máximo é \(F_{at\,máx}=\mu_e N\). Na curva, ele ajusta seu valor até esse limite para fornecer a força centrípeta necessária.
- Equilíbrio vertical em pista horizontal: \(N = P\). Logo, todas as forças centrípetas devem vir de interações horizontais.
