Qual é a velocidade máxima com a qual um carro de 1200 kg kg pode arredondar o raio 93,0m na estrada plana se o atrito estático do coeficiente entre pneus e 0,45?
Veja como resolver esse problema:
Entendendo os conceitos *
Força centrípeta: Quando um objeto se move em círculo, ele experimenta uma força direcionada para o centro do círculo. Isso é chamado de força centrípeta.
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atrito como a força centrípeta: Nesse caso, a força de atrito estático entre os pneus e a estrada fornece a força centrípeta necessária para manter o carro em movimento em círculo.
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Velocidade máxima: A velocidade máxima que o carro pode alcançar é limitada pela força de atrito estático máximo, que é proporcional à força normal (a força que a estrada exerce no carro).
cálculos 1.
Força normal: A força normal é igual ao peso do carro:
* F_normal =m * g =1200 kg * 9,8 m/s² =11760 n
2.
Força de atrito máximo: A força máxima de atrito estático é o produto do coeficiente de atrito estático e a força normal:
* F_friction (max) =μ_s * f_normal =0,45 * 11760 n =5292 n
3.
Força centrípeta: Como a força de atrito fornece a força centrípeta:
* F_c =f_friction (max) =5292 n
4. Equação da força centrípeta: A força centrípeta é dada por:
* F_c =(m * v²) / r
* onde:
* m =massa do carro
* V =velocidade do carro
* r =raio da curva
5.
Resolvendo a velocidade: Reorganizando a equação para resolver 'v':
* v² =(f_c * r) / m
* v =√ ((f_c * r) / m)
* v =√ ((5292 n * 93,0 m) / 1200 kg)
* V ≈ 20,4 m/s
Resposta: A velocidade máxima com a qual o carro pode ao redor da curva é aproximadamente
20,4 m/s .