Qual é a aceleração máxima que um carro pode sofrer se o coeficiente de atrito estático entre pneus e o solo 0,78?
Veja como determinar a aceleração máxima que um carro pode passar:
Entendendo os conceitos *
atrito estático: Essa é a força que impede que um objeto se mova quando uma força é aplicada a ele. A força máxima de atrito estático é o que estamos interessados, pois representa o limite antes que os pneus comecem a escorregar.
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Força de atrito: A força do atrito é calculada como:
* F_friction =μ * f_normal
* Onde:
* F_friction é a força do atrito
* μ é o coeficiente de atrito (estático neste caso)
* F_normal é a força normal (igual ao peso do carro nessa situação)
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Segunda Lei de Newton: Esta lei afirma que a força líquida que atua em um objeto é igual à sua massa vezes sua aceleração (f_net =m * a).
cálculo 1.
Diagrama do corpo livre: Imagine o carro. As forças que atuam nele são:
* Peso (mg) agindo para baixo
* Força normal (n) agindo para cima (igual em magnitude ao peso)
* Força de fricção (f_friction) atuando horizontalmente (esta é a força que acelera o carro)
2.
Aplicando a segunda lei de Newton: * Como o carro está acelerando horizontalmente, consideramos apenas as forças horizontais. A única força horizontal é a força de atrito, que é a força líquida que causa a aceleração.
* Portanto, f_net =f_friction =m * a
3.
substituindo a força de atrito: * F_friction =μ * f_normal =μ * mg (desde f_normal =mg)
4.
Resolvendo a aceleração: * μ * mg =m * a
* a =μ * g
5.
conectar valores: * a =0,78 * 9,8 m/s²
* A ± 7,64 m/s²
Conclusão: A aceleração máxima que o carro pode sofrer com um coeficiente de atrito estático de 0,78 é aproximadamente
7,64 m/s² .
Nota importante: Esse cálculo pressupõe que o peso do carro seja distribuído uniformemente e que o coeficiente de atrito estático é constante em todos os pneus. Na realidade, esses fatores podem variar, de modo que a aceleração máxima real pode ser um pouco diferente.