Loop vertical
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Loop vertical
Uma partícula chega ao ponto A com velocidade V e começa a percorrer um loop vertical. Responda, justificando detalhadamente:
a) Podemos afirmar que a resultante centrípeta tem módulo equivalente ao da componente radial da força peso? Se sim, a partícula realizaria um M.H.S. entre os pontos B e D, com centro de oscilação em A?
b) Pensando na questão a, qual a força que age como resultante centrípeta nos pontos B e D?
Última edição por AtomicBlack_ em Sáb 24 Out 2020, 18:31, editado 4 vez(es)
AtomicBlack_- Recebeu o sabre de luz
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Re: Loop vertical
Olá AtomicBlack_!
(a) Em movimentos de looping como o da figura, a força centrípeta resultante é a normal (que sempre aponta para o centro) acrescida ou diminuída da componente radial da força peso, uma vez que esta em alguns pontos aponta para o centro e em outros aponta para o sentido oposto ao centro (lembre-se que a foça centrípeta e a resultante que aponta para o centro). Sendo assim, a afirmação da letra (a) está errada, pois além da componente radial, temos a normal. Além disso, a partícula só fará um M.H.S. entre os pontos B e D, oscilando em torno do ponto A, se ela não tiver velocidade (energia cinética) suficiente para dar um looping completo. Caso ela tenha velocidade suficiente, ficará dando loopings completos indefinidamente, não descrevendo portanto um M.H.S. entre os pontos B e D.
(b) Veja que nos pontos B e D a força peso não possui componente na direção radial, de forma que a única força nessa direção é a normal, que aponta para o centro. Sendo assim, a força centrípeta nesses pontos é igual à força normal.
(a) Em movimentos de looping como o da figura, a força centrípeta resultante é a normal (que sempre aponta para o centro) acrescida ou diminuída da componente radial da força peso, uma vez que esta em alguns pontos aponta para o centro e em outros aponta para o sentido oposto ao centro (lembre-se que a foça centrípeta e a resultante que aponta para o centro). Sendo assim, a afirmação da letra (a) está errada, pois além da componente radial, temos a normal. Além disso, a partícula só fará um M.H.S. entre os pontos B e D, oscilando em torno do ponto A, se ela não tiver velocidade (energia cinética) suficiente para dar um looping completo. Caso ela tenha velocidade suficiente, ficará dando loopings completos indefinidamente, não descrevendo portanto um M.H.S. entre os pontos B e D.
(b) Veja que nos pontos B e D a força peso não possui componente na direção radial, de forma que a única força nessa direção é a normal, que aponta para o centro. Sendo assim, a força centrípeta nesses pontos é igual à força normal.
Victor011- Fera
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Data de inscrição : 21/10/2015
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Localização : Rio de Janeiro, Brasil
AtomicBlack_ gosta desta mensagem
Re: Loop vertical
Além da tensão que a velocidade causa sobre a superfície do looping, a componente radial da força peso também causaria uma reação da superfície, quando aponta para a mesma?
AtomicBlack_- Recebeu o sabre de luz
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Data de inscrição : 13/08/2019
Re: Loop vertical
Na verdade, a 'causa' da reação da superfície, ou normal, vem da mudança na direção da velocidade (e consequentemente da trajetória), e não tem a ver com a força peso por si só. Pensa que se não tivesse a superfície o corpo sairia da trajetória, de modo que a superfície é responsável por manter o corpo na trajetória circular.
Mas no geral, em questões desse tipo não é preciso saber a causa da normal, basta colocar uma força N que sempre atua para o centro e decompor a força P na direção do centro e na direção perpendicular, e a resultante na direção do centro será a centrípeta, que aponta para o centro.
Mas no geral, em questões desse tipo não é preciso saber a causa da normal, basta colocar uma força N que sempre atua para o centro e decompor a força P na direção do centro e na direção perpendicular, e a resultante na direção do centro será a centrípeta, que aponta para o centro.
Victor011- Fera
- Mensagens : 663
Data de inscrição : 21/10/2015
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Localização : Rio de Janeiro, Brasil
AtomicBlack_ gosta desta mensagem
Re: Loop vertical
Eu tenho uma outra dúvida: Essa força de reação varia seu módulo no decorrer da trajetória, portanto o módulo da força resultante centrípeta varia? (temos que a componente radial da força peso também varia de módulo). Faço essa pergunta pois a velocidade na trajetória muda, não é verdade? E, pela expressão da Força Resultante Centrípeta Fr = mv²/R, é clara a mudança dessa força resultante com a variação da velocidade.
AtomicBlack_- Recebeu o sabre de luz
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Data de inscrição : 13/08/2019
Re: Loop vertical
Varia sim AtomicBlack. Pense que conforme a partícula for ficando mais alta em relação ao chão, sua energia cinética vai sendo convertida em energia potencial gravitacional, de modo que ela vai diminuindo de velocidade. Inclusive é assim, por conservação de energia, que se calcula a velocidade da partícula em um ponto qualquer da trajetória. Sabendo a velocidade, fica fácil saber a centrípeta e consequentemente a normal.
Victor011- Fera
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Data de inscrição : 21/10/2015
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Localização : Rio de Janeiro, Brasil
AtomicBlack_ gosta desta mensagem
Re: Loop vertical
Muito obrigado pelos esclarecimentos.
AtomicBlack_- Recebeu o sabre de luz
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Data de inscrição : 13/08/2019
Victor011 gosta desta mensagem
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