Pergunta
Uma bicicleta percorre uma pista circular plana de raio 20 m. 0 coeficiente de atrito estático entre os pneus e o asfalto é 0,6 A velocidade máxima com que a bicicleta pode fazel a curva sem derrapar é de aproximadamente m/s Convertendo essa velocidade para km/h o valor será cerca de km/h.A força centripeta necessária para uma bicicleta de 80 kg será cerca de square N. A aceleração centripeta atuante será aproximadamente m/s^2
Solução
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ThiagoVeterano · Tutor por 10 anos
Responder
Para velocidade máxima com que a bicicleta pode fazer a curva sem derrapar, podemos usar a fórmula:<br /><br />$v_{max} = \sqrt{\mu_s \cdot g \cdot r}$<br /><br />Onde:<br />- $v_{max}$ é a velocidade máxima<br />- $\mu_s$ é o coeficiente de atrito estático (0,6)<br />- $g$ é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²)<br />- $r$ é o raio da pista circular (20 m)<br /><br />Substituindo os valores na fórmula, temos:<br /><br />$v_{max} = \sqrt{0,6 \cdot 9,8 \cdot 20} \approx 11,31 m/s$<br /><br />Convertendo essa velocidade para km/h, multiplicamos por 3,6:<br /><br />$v_{max} \approx 11,31 \cdot 3,6 \approx 40,92 km/h$<br /><br />A força centripeta necessária para uma bicicleta de 80 kg é dada por:<br /><br />$F_c = m \cdot a_c$<br /><br />Onde:<br />- $F_c$ é a força centripeta<br />- $m$ é a massa da bicicleta (80 kg)<br />- $a_c$ é a aceleração centripeta<br /><br />A aceleração centripeta é dada por:<br /><br />$a_c = \frac{v_{max}^2}{r} = \frac{(11,31)^2}{20} \approx 6,35 m/s^2$<br /><br />Substituindo os valores na fórmula da força centripeta, temos:<br /><br />$F_c = 80 \cdot 6,35 \approx 508 N$<br /><br />Portanto, a força centripeta necessária será cerca de 508 N. A aceleração centripeta atuante será aproximadamente 6,35 m/s².
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