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Mecânica e máquinas simples · AP Physics 1 Unit 3 (Circular Motion)

Simulador de movimento circular e força centrípeta

Simulador de movimento circular uniforme e força centrípeta: montanha-russa e pontes

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  • Folha de exercícios A4
Cálculo local · Privado
Laboratório interativo de ciências Cálculos matemáticos e físicos puramente locais no navegador sem coleta de dados pessoais.
Janela de simulação 3D● 60 FPS
Predefinições e armadilhas comuns:

Variáveis de controle do experimento

m
m/s
kg

Deduções e métricas em tempo real

Aceleração centrípeta
--
Força centrípeta
--
Força normal N
--
Velocidade crítica
--
Dedução de fórmulas em tempo real
Fórmula fundamental: --
Substituição de valores: --
Estado físico: --

Exemplos clássicos e armadilhas de exame

Worked Problem

Problema: A 1000kg car crosses a convex bridge (R=50m) at 10m/s. What is the normal force at apex? (g=10m/s²)
Derivação passo a passo:
  1. Apex equilibrium: mg - N = mv²/R => N = 1000*(10 - 100/50) = 8000N.

Worked Problem

Problema: A roller coaster loop has radius 10m. What is the minimum velocity at the top to prevent falling? (g=10m/s²)
Derivação passo a passo:
  1. At critical apex, N=0: mg = mv²/R => v_min = sqrt(gR) = sqrt(10*10) = 10m/s.

Folha de investigação em aula e exercícios

Q1. Variant 1: Is uniform circular motion truly uniform motion? Explain why.
Q2. Variant 2: Why are outer train rails banked on curves? What happens if speed exceeds design limit?
Q3. Variant 3: What physical principle enables washing machine spin dryers to extract water?

Perguntas frequentes e erros comuns

Is "centrifugal force" a real physical force?
No! In an inertial frame, only centripetal force exists. Outward movement is due to inertia carrying the mass along the tangent when inward force is insufficient.
Does the net force do work in uniform circular motion?
Zero work! Centripetal force is strictly perpendicular to instantaneous displacement at all points, so W = F*s*cos(90°) = 0.
Why do brakes become ineffective if a car speeds over a convex bridge crest?
Higher speeds decrease normal force N, reducing maximum tire friction f=μN. At takeoff speed N=0, friction vanishes completely.
How many forces act on a conical pendulum bob?
Only two: gravity G and rope tension T. Centripetal force is their resultant vector (mg*tanθ). Never draw a separate centripetal force on the diagram!