Considere o veículo de massa percorrendo uma curva inclinada, de ângulo com raio constante, a uma velocidade . Supondo que o coeficiente de atrito dos pneus com o solo seja , calcule as velocidades mínima e máxima com que este veículo pode percorrer esta curva, sem deslizamento.

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ITA IIIT 08/07/2022, 14:13
Pensando na situação de velocidade máxima e velocidade mínima, pode-se perceber que são duas análises distintas. No caso, para a velocidade máxima, o carro tende a escapar derrapando no sentido de ascender em relação a rampa - o atrito atua contra o sentido do movimento. Por outro lado, para velocidade mínima, o carro tende a descer a rampa, nesse sentido, o atrito atua de forma contrária ao movimento, e em relação a situação anterior. Com isso, vejamos cada caso: $• \ \text{Velocidade máxima:}$ Decompondo as forças que atuam no carro,
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\begin{matrix} \begin{cases} P&= N \cos{\theta} - (fat)\sin{\theta} \\ R_c &= N \sin{\theta} + (fat)\cos{\theta} \end{cases} &\Rightarrow & \dfrac{R_c}{P} = \dfrac{\sin{\theta} + \mu \cos{\theta}}{\cos{\theta} - \mu \sin{\theta}} &\therefore & V_{máx} = \sqrt{Rg \bigg( \dfrac{\sin{\theta} + \mu \cos{\theta}}{\cos{\theta} - \mu \sin{\theta}} \bigg )} \end{matrix} $• \ \text{Velocidade mínima:}$ Decompondo as forças que atuam no carro,
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\begin{matrix} \begin{cases} P&= N \cos{\theta} + (fat)\sin{\theta} \\ R_c &= N \sin{\theta} - (fat)\cos{\theta} \end{cases} &\Rightarrow & \dfrac{R_c}{P} = \dfrac{\sin{\theta} - \mu \cos{\theta}}{\cos{\theta} + \mu \sin{\theta}} &\therefore & V_{mín} = \sqrt{Rg \bigg( \dfrac{\sin{\theta} - \mu \cos{\theta}}{\cos{\theta} + \mu \sin{\theta}} \bigg )} \end{matrix}
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