Vestibular - Fuvest 2014 - Leis de Newton e Movimento Circular Uniforme

Resolução de exercício do vestibular da Fuvest 2014.
Enunciado:
Uma estação espacial foi projetada com formato cilíndrico, de raio R igual a 100 m, como ilustra a figura ao lado. Para simular o efeito gravitacional e permitir que as pessoas caminhem na parte interna da casca cilíndrica, a estação gira em torno de seu eixo, com velocidade angular constante. As pessoas terão sensação de peso, como se estivessem na Terra, se a velocidade for de, aproximadamente,
a) 0,1 rad/s
b) 0,3 rad/s
c) 1 rad/s
d) 3 rad/s
e) 10 rad/s
Note e adote:
A aceleração gravitacional na superfície da Terra é g = 10 m/s2.
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Resposta: alternativa b
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Vídeos utilizados:
2001: A Space Odyssey; CG station-5 - • 2001:a space odyssey;C...
Running Man - • Video
An Astronaut's Tour of the International Space Station - • An Astronaut's Tour of...
STS 119 HD ISS Fly Around Sped Up - • STS 119 HD ISS Fly Aro...

[@kevinrichard1972]

COMO PODE TER GENTE MAL AMADA NESSE MUNDO PRA FICAR DANDO DESLIKE NÉ, PQP EU QUANDO PRECISO ENTENDER ALGUM ASSUNTO JÁ NEM PROCURO A AULA SOBRE, JÁ VENHO NESSE CANAL, RESOLVO TODOS AS QUESTÕES E ASSISTO SUAS RESOLUÇÕES, JÁ É O SUFICIENTE PRA APRENDER TUDO O QUE PRECISO...

[@amandaleticia5966]

Excelente explicação! Muito obrigada, me ajudou demais. Abraços.

[@christianutida1589]

Resolução excelente e completa, parabéns! Eu tinha feito Rcp = N - P mas não tava dando, aí vi o vídeo e esclareci tudo... obrigado!

[@fisicapassoapasso]

Não há de quê, Christian! (= Obrigado! Abraço, bons estudos!

[@guilhermepatrocinio3707]

gratidão

[@kmonteiro5328]

Nessas horas que eu penso: "ser revendedora Avon ou Jequití ?"

[@fisicapassoapasso]

+do K7 '96 Como diriam Zé Mulato & Cassiano: A vida é dura para quem é mole. Bons estudos! (=

[@jorgepinheirofrazao]

Muito boa a explicação mano, parabéns!

[@fisicapassoapasso]

Muito obrigado, Jorge! (= Bons estudos!

[@TheJuliobelaz]

Ótima explicação

[@fisicapassoapasso]

Obrigado, Julio! (= Abraço, bons estudos!

[@andrezagomes9643]

Excelente explicação, parabéns!

[@robs1757]

Muito boa a iniciativa! Parabéns!

[@fisicapassoapasso]

Muito obrigado!! =D

[@ferreiradanilo82]

ÓTIMOOOO!!!

[@fisicapassoapasso]

Obrigado!!

[@sarahkura3297]

Estava resolvendo corretamente, mas travei na hora de achar a raíz de 0,1. Gostei de saber como você encontrou o 0,3. Obrigada.

[@small1366]

Muito útil! Obrigada!

[@fisicapassoapasso]

Valéria Soares Obrigado pelo comentário! Bons estudos!! (=

[@raniellewalisson8268]

Parabéns! Muito educativo. :)

[@fisicapassoapasso]

Obrigado!! :)

[@christianutida1589]

Podia resolver as questões dos vestibulares que saíram agora tb (Enem, Unesp, Unicamp e depois Fuvest esse fds) ia dar bastante view e ajudar a galera! :D vlw

[@fisicapassoapasso]

Enem é uma das provas que menos me preocupa, pois existem VÁRIOS canais que resolvem essa prova por aqui (a não ser que eu veja que a maioria das resoluções que estão por aqui não me agradam, o que é raro)... eu fiz uma pausa com vídeos para o canal até o fim de janeiro, estou planejando o que farei por aqui daqui pra frente. Não penso em parar de colocar resoluções, mas quero testar algumas coisas novas (mesmo que não funcionem)... para isto, preciso desse tempo. Se vc quiser sugerir alguma prova ou questão em específico, fique a vontade!! Abraço, bons estudos! (=

[@fgallegopereira]

Se aceleração centrípeta deve ser = 10m/s² num Raio = 100, Velocidade será = 10x10^1/2 m/s Transformando essa velocidade para radianos, temos 0,3rad/s. Esse raciocínio está certo, ou é só coincidência?

[@gabssbx]

Olá professor, você poderia me explicar pq na hora de decompor a Força Aparente (Normal) em massa x gravidade aparente, o valor da gravidade aparente é 10m/s²? Esse não é o valor da gravidade da Terra? Seu vídeos são ótimos e me ajudam muito!

[@fisicapassoapasso]

É pedido no enunciado que calculemos a velocidade para que as pessoas dentro da estação tenham a "sensação de peso, como se estivessem na Terra". Dessa forma, a gravidade aparente deve ter o valor de 10m/s². Obrigado!!

[@gabrieleijitomonari2655]

obrigado!

[@fisicapassoapasso]

(= Bons estudos!! o/

[@rafaelacamila487]

Professor adorei a resolução mas só não entendi uma coisa. Lá no enunciado ele diz que a velocidade angular é constante , ent a Fresultante não deveria ser igual a 0 e portanto não existir aceleração?

[@fisicapassoapasso]

Olá, Rafaela! Bem, se o movimento é circular, há uma força agindo em cima do corpo para impedi-lo de seguir em linha reta (lembre-se da primeira lei de Newton... se ele não segue uma linha reta, há uma ou mais forças agindo nele)... no caso, uma velocidade angular constante, não implica na não existência de uma ou mais forças.

[@anacletofelipe4158]

Uma dúvida que tenho: se a aceleração centrípeta é para o centro, ent pq nós sentimos "jogados pra fora"?

[@victorhn3074]

por que o peso nao aparece na F resultante? eu fiz assim: N+P = m.w^2R. O que está errado nisso? essa situação da questão não é semelhante a de um globo da morte? Num globo da morte não costumamos somar a peso com a normal para ter a Frc?

[@fisicapassoapasso]

Victor Hn N+P = m.w^2R. O que está errado nisso?Não há aceleração da gravidade no espaço, como g = 0, P = 0. Desta forma, a única força que estará agindo sobre o astronauta será a N e esta será a responsável pela sensação de gravidade.Caso fosse um globo da morte, seu raciocínio estaria correto se o veículo estivesse no topo do globo.

[@victorhn3074]

Física Passo a Passo ahhhh, obrigado!

[@erickgoourbr9164]

eu tentei igualar a força centripeta sendo igual a normal, assim sendo M.W2/2 = m.g , porem deu errado

[@gabrielaperazzolomenato9885]

Eu poderia dizer que, para justificar o equilíbrio das pessoas em um referencial ligado ao solo(casca cilíndrica), existiria uma força centrífuga, que seria a responsável pela sensação de peso, igualando-a a ele?

[@fisicapassoapasso]

Então, Gabriela ... na verdade a questão toda "gira" em torno do fato da estação não ser um referencial inercial! Ou seja, como ela está girando, temos um referencial acelerado, o que faz com que surja a força centrífuga (força fictícia). Então, eu falaria o seguinte: "neste tipo de referencial não inercial ligado ao solo(casca cilíndrica), existe uma força centrífuga, que tem mesma intensidade, direção, porém, sentido oposto à força peso." Sinta-se à vontade para perguntar! (= Bons estudos!

[@gabrielaperazzolomenato9885]

Obrigada!!

[@gabrielaperazzolomenato9885]

Mas como essa força dirigida para o centro traria uma sensação de peso? Eu achava que teria uma força dirigida "para fora" da estação

[@fisicapassoapasso]

Essa força dirigida para o Centro (Força Normal), nada mais é do que a reação da parede com relação à "força peso" do astronauta. Vou partir para outro questionamento, não sei se vai ajudar... vamos lá. Imagine-se em um local totalmente fechado que tem uma aceleração de 10 m/s² para cima. (já temos um referencial não inercial). Se esse local está totalmente fechado, você não consegue afirmar se a tua sensação de peso é devido à ação da gravidade ou ao fato do local que você se encontra estar acelerando. Você só descobrirá que essa ação é fictícia quando o local parar de acelerar. Da mesma forma que na estação, a tua sensação de Peso é devido a uma força fictícia, justamente por estar num referencial não inercial. Lembre-se que você só tem a sensação de peso, pois há uma reação do solo com o seu corpo. Quando você pula de paraquedas ou cai de algum lugar, vc tem a impressão de não ter peso nenhum (é claro que você sabe que está caindo, pois tem coisas fixas ao seu redor)... vide videos do avião ZeroG. Não sei se estou ajudando ou complicando.. como estou respondendo do cel, posso lhe enviar algumas referencias para leitura ou vídeo depois.

[@gabrielaperazzolomenato9885]

Aaah ta, entendi... Brigada, me ajudou muito! Ótimo vídeo

[@annacarolinafarias4491]

o fato da força resultante ser zero (porque a velocidade angular é constante) não muda nada?

[@fisicapassoapasso]

Bem, na verdade a aceleração não é zero (mesmo sendo MCU, o corpo está acelerando, pois a velocidade está sempre alterando a direção e sentido), e há uma resultante... estive reassistindo esse vídeo, hoje eu gravaria ele de outra forma.... essa resultante é centripeta e, o ponto principal deste exercício é saber que essa força deve ter intensidade igual ao do peso da pessoa... o restante é mais manipulação algébrica mesmo (como você vê no vídeo). Desculpe a demora, qualquer coisa pergunte novamente, tentarei responder mais rápido. (= Bons estudos!

[@daniel_on_the_go]

Por que quando você iguala a fórmula de força centrífuga com a segunda lei de Newton da ruim ?, tipo, m.a = m.v^2 /R ??????, alguém pode me explicar por favor ? 🙏🏻

[@fisicapassoapasso]

Não entendi, onde dá ruim? Pq, quando vc iguala isto, vc encontra que a aceleração centrípeta é igual a .v^2 /R. eu falo algo do tipo no vídeo??? rs (sério, eu não lembro)