Renata

CAPÍTULO 5 – Problemas resolvidos

ac

Problema 1 – A aceleração lateral máxima que um carro pode ter sem derrapar, trafegando em pista horizontal, é denominada aderência lateral, e usualmente é expressa em termos da aceleração da gravidade. Assim, se um carro tem aderência lateral igual a
XL, ele pode atingir acelerações laterais de XLg. (a) Calcule a velocidade máxima com a qual um carro, cuja aderência lateral é 0,90, pode fazer uma curva de raio R = 200 m, em uma pista horizontal. (b) Qual é o valor máximo da componente lateral da força de atrito que a pista pode exercer sobre os pneus do carro?
Solução :
(a) A aceleração centrípeta do carro é ac = X L g

∴ X Lg =

v2
.
R

Portanto, v = X L gR = 0,90 × 9,8ms − 2 × 200m = 42 m/s = 151 km/h .
(b) A força de atrito dos pneus do carro tem duas componentes: 1 – componente paralela à velocidade do carro, que em movimento horizontal supera o atrito do ar quando o carro aumenta sua velocidade ou a neutraliza quando o carro anda com velocidade constante, e permite ao carro subir ladeiras; 2 – componente lateral, ortogonal à velocidade do carro, e que o obriga a realizar curvas. Nas curvas, a aceleração lateral do carro é a aceleração centrípeta mencionada anteriormente. Pela Segunda lei, podemos escrever
Flateral = mac , onde m é a massa do carro. Finalmente,
Flateral = mgX L .

1

Problema 2 – Um carro de tração dianteira tem massa m, e metade de seu peso se apóia nas rodas dianteiras. Sendo µ o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista, e supondo que o motor do carro seja suficientemente possante, qual é a aceleração máxima que o carro pode atingir em pista plana?
Solução – A força de atrito máxima que a pista pode exercer para impulsionar o carro é
Fa = µ

mg
.
2

Com essa força, o carro tem a aceleração ma = Fa = µ

mg g , ∴a = µ .
2
2

Problema 3 – Quando um avião viaja com velocidade vetorial constante na horizontal, suas turbinas ou hélices