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http://www.cefet-rj.br/aluno/trabalhos/posgraduacao/a_forca_de_atrito/frameset.html
O objetivo desse experimento virtual consiste em:
1) Analisar as grandezas físicas responsáveis pela aderência dos pneus de um automóvel em uma trajetória curvilínea;
2) Fornecer subsídios para obtenção da expressão matemática que determine a velocidade máxima permitida, nas curvas, com base nas grandezas identificadas como relevantes no item anterior.
Os procedimentos para a realização do experimento virtual consistem em:
1) Digitar nos campos de edição (campos em branco), valores para:
1.1) A intensidade da velocidade (V) do automóvel no momento em que ele passa a descrever a curva;
1.2) O raio de curvatura (R) da trajetória curvilínea da pista;
1.3) O coeficiente de atrito estático ( ) entre os pneus e o asfalto (variando de 0.01 à 0.99);
1.4) A massa (M) do automóvel;
Obs.: Caso você click em configuração padrão, o simulador irá assumir valores pré-estabelecidos para essas grandezas.
2) Dar partida no movimento e registrar, na tabela abaixo, os valores correspondentes à:
2.1) Intensidades da força centrípeta (Fc) entre os pneus e o asfalto;
2.2) Intensidades da força de atrito estático máximo (Fm) entre os pneus e o asfalto;
2.3) Intensidade da aceleração centrípeta (Ac) durante o trajeto curvo;
2.4) Intensidade da velocidade máxima (Vm) permitida na curva;
3) Realize os procedimentos acima pelo menos 12 vezes:
3.1) Para cada ciclo de procedimento altere apenas uma das variáveis (V, R, ou M);
3.2) Observe no trecho curvo da pista, as alterações ocorridas, com a aceleração centrípeta (ac), a velocidade máxima permitida na curva (vm) e as intensidades das forças centrípeta (Fc) e de atrito radial máxima (Fm);
Registro Nº. v r
m ac Fc Fm vm
3. 3) Analise e responda as questões abaixo:
a) A velocidade máxima permitida na curva depende da massa do automóvel? E a aceleração centrípeta?
b) O que ocorre com a velocidade máxima permitida na curva à medida que o coeficiente de atrito entre os pneus e o asfalto aumenta?
c) Como podemos aumentar a força de atrito estático entre os pneus e o asfalto?
d) Você acha prudente viajarmos com os pneus "carecas"? Justifique sua resposta.
e) O que ocorre com a velocidade máxima permitida em curvas de diferentes raios?
f) Porque os pilotos de fórmula 1 descrevem sempre o mesmo traçado nas curvas, buscando o trajeto de maior raio de curvatura?
g) Enquanto o automóvel descreve o trajeto curvo, quem é responsável pela força centrípeta?
h) Qual a natureza da força de atrito?
( ) eletromagnética ( ) gravitacional ( ) forte ( ) fraca
i) Com base nos conhecimentos de força centrípeta e de força de atrito, você seria capaz de formular uma expressão matemática que pudesse prever a velocidade máxima permitida em uma curva plana, conhecendo apenas o coeficiente de atrito estático ( ), a massa (m) do automóvel, a intensidade da gravidade local (g) e o raio de curvatura (r) da pista?
