ACAFE 2022 (Verão) — questão 29 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o coeficiente de atrito mínimo para o carro fazer a curva sem derrapar.

Passo 1 — velocidade em m/s:

$$v = \frac{108}{3{,}6} = 30\ \text{m/s}$$

Passo 2 — quem faz a força centrípeta. Numa curva plana (sem inclinação), o peso e a normal são verticais e se anulam ($N = mg$). A única força horizontal, apontando para o centro da curva, é o atrito lateral entre pneus e asfalto. Para o carro não derrapar, o atrito máximo tem de dar conta da força centrípeta:

$$\mu\,m\,g \ge \frac{m\,v^2}{R}$$

$$\mu \ge \frac{v^2}{R\,g}$$

Passo 3 — a conta. A massa se cancela:

$$\mu = \frac{30^2}{120 \times 10} = \frac{900}{1200}$$

$$\mu = 0{,}75$$

Esse é o valor mínimo: com μ = 0,75 ou mais, o carro faz a curva sem derrapar.

⚠️ A armadilha: esquecer de converter a velocidade e usar 108 direto: $108^2/1200 \approx 9{,}7$, que não aparece; ou errar uma potência de 10 e cair em 0,075 (D) ou 0,9 (C). Converta km/h para m/s antes de tudo.

A ideia em uma frase: em curva plana o atrito é a força centrípeta, então μ mínimo = v²/(Rg), sem depender da massa.

Resposta: alternativa B (μ = 0,75).