Considere um trilho de via férrea horizontal com dois terços de sua extensão em linha reta e o restante formando um arco de círculo. Considere que o comprimento total da via e o raio de curvatura do trecho curvo são muito maiores do que a distância entre os trilhos. Suponha que, nessa via, um vagão trafega com velocidade constante (em módulo), e que seu tamanho é muito pequeno comparado à extensão da via. Considere que eventuais deslizamentos entre as rodas do vagão e os trilhos sejam tão pequenos que possam ser desprezados. Despreze também os atritos. Sobre as forças horizontais nos trilhos no ponto da passagem do vagão, é correto afirmar que no trecho reto
com dois terços de sua extensão em linha reta e o
restante formando um arco de círculo. Considere que
o comprimento total da via e o raio de curvatura do
trecho curvo são muito maiores do que a distância
entre os trilhos. Suponha que, nessa via, um vagão
trafega com velocidade constante (em módulo), e que
seu tamanho é muito pequeno comparado à extensão
da via. Considere que eventuais deslizamentos entre
as rodas do vagão e os trilhos sejam tão pequenos
que possam ser desprezados. Despreze também os
atritos. Sobre as forças horizontais nos trilhos no
ponto da passagem do vagão, é correto afirmar que
no trecho reto
- A)e no trecho curvo são sempre tangentes aos trilhos.
- B)e no trecho curvo são sempre perpendiculares aos trilhos.
- C)são nulas e no trecho sinuoso há forças perpendiculares aos trilhos.
- D)são nulas e no trecho sinuoso há forças tangentes aos trilhos.
Resposta:
A alternativa correta é C)
...no trecho reto
as forças horizontais nos trilhos são nulas, pois a força centrifuga não atua nessa região, uma vez que o vagão se move em linha reta. Já no trecho curvo, há uma força centrípeta, que é perpendicular ao raio de curvatura do trecho curvo, e, portanto, perpendicular ao trilho. Essa força é necessária para manter o vagão em movimento circular.
Portanto, a alternativa correta é C) são nulas e no trecho sinuoso há forças perpendiculares aos trilhos.
É importante notar que, se houvesse atrito entre as rodas do vagão e os trilhos, haveria uma força de atrito tangencial ao trilho, mas como foi desprezado, não influencia na resposta.
Além disso, é fundamental lembrar que a força centrípeta é proporcionada pelas forças normais exercidas pelo trilho sobre as rodas do vagão, e não pela força de atrito. Isso ocorre porque a força de atrito é muito menor em comparação à força normal, e pode ser desprezada.
Em resumo, a falta de forças horizontais no trecho reto e a presença de forças perpendiculares ao trilho no trecho curvo justificam a resposta C).
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