ACAFE 2022 (Inverno) — questão 30 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar a força do banco (normal) com o peso do motorista no alto da lombada e no fundo da depressão.

Passo 1 — por que há resultante. Na lombada e no buraco, o motorista descreve um arco de circunferência. Mesmo com a velocidade de módulo constante, a direção muda, e isso exige uma resultante centrípeta, apontando para o centro da curva: $F_c = mv^2/R$.

Passo 2 — no alto da lombada. O centro da curva fica abaixo do motorista. A resultante tem de apontar para baixo, então o peso (para baixo) vence a normal (para cima):

$$P - N_1 = \frac{m v^2}{R}$$

$$N_1 = P - \frac{m v^2}{R} < P$$

O banco empurra menos que o peso: o motorista se sente “mais leve”, aquele frio na barriga.

Passo 3 — no fundo da depressão. Agora o centro da curva fica acima. A resultante aponta para cima, então a normal vence o peso:

$$N_2 - P = \frac{m v^2}{R}$$

$$N_2 = P + \frac{m v^2}{R} > P$$

O banco empurra mais que o peso: o motorista se sente “afundar” no assento.

Por que não as outras: (B) troca as situações; (C) e (D) esquecem que a resultante centrípeta aponta para baixo na lombada e para cima no buraco, o que faz a normal ficar de lados opostos do peso.

⚠️ A armadilha: achar que, como a velocidade é constante, a resultante é nula e a normal é igual ao peso. Velocidade de módulo constante numa curva ainda tem aceleração centrípeta.

A ideia em uma frase: na lombada a normal é P − mv²/R (mais leve); no buraco, P + mv²/R (mais pesado).

Resposta: alternativa A (menor na lombada; maior na depressão).