Questão de Dinâmica

Um carrinho de brinquedo é solto a partir do repouso para percorrer uma pista sinuosa como mostra a figura abaixo. Depois de descer a rampa de altura h, o carrinho encontra uma lombada, cuja elevação acompanha a forma de um semicírculo de raio r. Supondo que não exista nenhum atrito agindo no brinquedo, qual o valor máximo da razão h/r, para que o carrinho permaneça em contato com a pista na parte superior da lombada?

a) 1/2. b) 3/2. c) 4/3. d) 5/3. e) 5/2.

Gabarito: B

Eu não sei nem por onde começar essa questão, já tentei de vários jeitos mas não deu certo, quem responder, por favor, explique nos mínimos detalhes kkkk

Primeiro vamos descobrir a velocidade no topo da lombada.Por energia mecânica:

EM(inicio)=EM(lombada)
mgh=mgr+mv²/2
gh=gr+v²/2
2gh-2gr=v²
2g(h-r)=v²

Para que o carrinho não perca contato com o chão, precisamos que, no topo da lombada, a força peso do carrinho se iguale à força centrípeta.

P=Fcp
mg=mv²/r
g=2g(h-r)/r
rg=2gh-2gr
r(2g+g)=2gh
h/r=(2g+g)/2g
h/r=(2.10+10)/2.10
h/r=30/20=3/2

Ahhh, entendi, muito obrigada!!! Ajudou muito!