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Looping

Parte da seção Mecânica do Journey de Physics da Coddy. Lição 79 de 97.

No topo de um loop, tanto a pista quanto o peso empurram o carrinho para baixo, em direção ao centro: N+mg=mv2/r\relax N + mg = mv^2/r.

Na velocidade mínima N=0\relax N = 0, e a massa se cancela:

vmin⁡=grv_{\min} = \sqrt{g r}

Se for mais lento, o carrinho sai da pista. Partindo do repouso e sem atrito, a altura inicial deve ser de pelo menos 2.5r\relax 2.5r.

Uma bola que representa o carrinho parte do repouso no topo de uma rampa curva a 2.5 r de altura, desce rolando e percorre um loop de raio r. No topo do loop, sua velocidade v aponta para a esquerda e apenas seu peso mg atua sobre ela, apontando para baixo, em direção ao centro

Na velocidade mínima, apenas o peso puxa o carrinho ao redor do topo do loop.

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Desafio

Uma motociclista acrobática e sua motocicleta, juntas com 150 kg150\ \mathrm{kg}, chegam ao topo de um looping a 7 m/s7\ \mathrm{m/s}, exatamente na velocidade mínima para o looping. Encontre o raio rr do looping.

Experimente você mesmo

Physics diagram: path, ball, vec; arrows v

Isole rr

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