Exercício - Tarzam no cipó.

Imagine Tarzan, na selva, andando de cipó. Um excelente meio de transporte, por sinal. Não polui, é mais rápido que o trânsito da cidade e tem um ar condicionado natural.

Claro, Tarzan é representado na animação por uma bolinha azul. Sobre a bola ( Tarzan ) agem a força peso ( W ), a tração no cipó ( T ). A resultante das duas forças é representada pela seta ( S ). As forças de atrito e de resistência do ar não são consideradas.

O botão " resume " pára e reinicia a animação e o botão " single step " permite o avanço passo a passo da animação.

Imagine um sistema de eixos cartesianos. Um dos eixos está ao longo do cipó e o outro é tangente à trajetória. Tarzan está na origem.

Observe que:

• A força centrípeta é dada pela componente de " S " ao longo do cipó. Ela é responsável pela mudança de direção do tarzan.
• A componente de " S " tangente à trajetória é a responsável pela variação do módulo da velocidade tangencial do Tarzan.
• Observe que quando a resultante " S " aponta para dentro a curva e no mesmo sentido da velocidade Tarzan é acelerado. Quando " S " passa a apontar no sentido oposto da velocidade Tarzan é desacelerado.

Use o botão " single step " e leve Tarzan para o ponto mais alto da trajetória. Observe que no mostrador, à direita, em baixo, é mostrado o valor 0,87 para a Tração no cipó. É o valor mínimo. Em seguida leve Tarzan para a posição mais baixa. Nesse ponto é registrado o valor máximo da Tração, 1,27.

No ponto mais alto da trajetória a velocidade ( por um instante de tempo) é nula. A resultante ( S ) tem o módulo máximo. Note que ela tem a direção tangente à trajetória. Toda ela é usada para mudar o módulo da velocidade. Logo a componente ao longo do cipó ( a força centrípeta ) é nula. Observe que a descida ainda não teve início.

No instante seguinte Tarzan inicia a descida. Note que a resultante aponta, cada vez mais, para dentro da curva. A força centrípeta cresce ( componente ao longo do cipó ) e atinge o seu valor máximo no ponto mais baixo da trajetória. Ali também a velocidade é máxima e, longo após, a resultante inverte o sentido e passa a desacelerar o nosso herói. A partir daí a força centrípeta vai diminuindo continuamente até o outro ponto mais alto da trajetória, à direita.

No ponto mais baixo, por um instante, a resultante aponta para o centro da curva. Nesse ponto temos os vetores W e T na mesma direção e em sentidos opostos. A componente tangencial da resultante é nula. Nesse instante todo o vetor resultante é a força centrípeta.

Observe ainda que a Tração cresce ao máximo para compensar o fato da força peso estar no sentido oposto, isto é, todo o módulo da força peso deve ser subtraido do seu módulo e ainda restar uma resultante apontando para dentro da curva. Por isto a Tração cresce. Se o cipó não for forte o suficiente para possibilitar esse aumento da Tração ele arrebenta e Tarzan vai ao chão. Coitado!!

Estude com cuidado a animação. Tenha em mente que estamos trabalhando com grandezas vetoriais.