PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 48 (2º semestre) da UFG 2012
Em uma competição de motociclismo, as motos atingem velocidades de até 324 km/h e executam as curvas acerca de 108 km/h. Os coeficientes de atrito cinético (\mu_{\text{c}}) e estático (\mu_{\text{e}}) entre o asfalto e o pneu são fundamentais para o alto desempenho na prova. Para uma freagem em 150 m de distância, desde a velocidade máxima até a melhor velocidade para realizar uma curva, a desaceleração em \text{m/s}^2 e o coeficiente de atrito que permite realizar uma curva de raio 90 m, são, respectivamente:
Dados:
g = 10\text{ m/s}^2
- A48 e \mu_{\text{c}} \ge 0{,}3.
- B48 e \mu_{\text{e}} \le 0{,}3.
- C32 e \mu_{\text{e}} \ge 1{,}0.
- D24 e \mu_{\text{c}} \le 1{,}0.
- E24 e \mu_{\text{e}} \ge 1{,}0.
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Resolução comentada
Primeiro converta as velocidades para m/s, dividindo por 3,6:
- 324\ \text{km/h} = 90\ \text{m/s}
- 108\ \text{km/h} = 30\ \text{m/s}
Desaceleração (Torricelli):
- v^2 = v_0^2 - 2a\,\Delta s
- 30^2 = 90^2 - 2a\cdot 150
- 900 = 8100 - 300a
- a = \dfrac{7200}{300} = 24\ \text{m/s}^2
Coeficiente de atrito na curva: na curva, a força de atrito entre o pneu e o asfalto é a resultante centrípeta. Como o pneu não desliza sobre o asfalto, o atrito é estático. Para não derrapar, o atrito necessário não pode superar o máximo:
- F_{at} = \dfrac{m v^2}{R} \le \mu_e\, m g
- \mu_e \ge \dfrac{v^2}{R g} = \dfrac{30^2}{90\cdot 10} = \dfrac{900}{900} = 1{,}0
Logo, a desaceleração é 24\ \text{m/s}^2 e \mu_e \ge 1{,}0.
Alternativa E.
Pegadinha: A alternativa D engana ao acertar a desaceleração de 24 m/s², mas troca o atrito estático pelo cinético e inverte o sinal da desigualdade.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ADesaceleração de 48 vem de erro na conta, e o atrito da curva é estático, não cinético; o valor 0,3 também está incorreto.
- BDesaceleração de 48 está errada, e a desigualdade \mu_e \le 0{,}3 não corresponde a v^2/(Rg)=1.
- CDesaceleração de 32 está errada (o correto é 24), embora \mu_e \ge 1{,}0 esteja certo.
- DUsa atrito cinético, que não se aplica a pneu sem deslizar, e inverte a desigualdade (deveria ser \ge).
Assuntos: Dinâmica do movimento circular (resultante centrípeta), Movimento uniformemente variado (MUV), Atrito e resistência do ar.
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Fonte: UFG 2012 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗