Exemplo - Força centrípeta na montanha russa.

Visitar um Parque de diversões é sempre um bom programa, não é mesmo?. Entre as atrações a Montanha Russa é uma das mais divertidas. Tenho certeza que você concorda comigo.

A melhor parte do passeio, do meu ponto de vista, ocorre quando o trenzinho passa pelo "loop". Dá um frio na barriga. Principalmente quando se atinge o ponto mais alto. Você está de cabeça para baixo e todos os seus instintos dizem que você vai cair.

Mas você não cai! Aliás, se você observar bem, mesmo do ponto mais alto do "loop" você continua com o seu corpo pressionado contra o assento.

Uai! Prá onde foi a força da gravidade?

Ela está no lugar onde sempre esteve, claro. Então, se assim é, por que você, quando percorre a parte alta do "loop" continua com o corpo pressionado contra o assento em vez de cair e se esborrachar contra o solo?

Em primeiro lugar observe que, durante o "loop", o trezinho está continuamente mudando de direção. Ora, para mudar a direção é necessário a ação de uma  força sobre o trenzinho. Veja as setas amarelas na figura acima. Esta força é chamada de Força Centrípeta. Para estudar os detalhes e definições sobre ela clique aqui.

 A Força Centrípeta não é um novo tipo de força mas a resultante das forças que atuam na direção do centro da curva. Ela aparece sempre que um objeto percorre uma trajetória curva. É ela que obriga o trenzinho a fazer o "loop". Na Montanha Russa o papel da Força centrípeta é feito pela força normal sobre o trenzinho e a gravitação, na parte mais alta da trajetória.

Um outro exemplo. Imagine-se dentro de um ônibus em movimento. Se ele faz uma curva você, sentado no banco, escorrega para o lado e, em seguida, é pressionado contra a parede lateral.

Na verdade, quem fez a curva foi o ônibus. Você, devido a inércia, continua se movendo na  direção anterior até ser pressionado contra a parede lateral do ônibus. A  força de reação da parede (Força Normal) agindo sobre você o leva a mudar de direção, seguindo o ônibus.

Nesta caso, a força normal age como força centrípeta. Clique aqui e veja outro exemplo interessante.

Abra o vídeo. Nele o professor David Wright demonstra para os seus alunos a ação da força centrípeta agindo sobre um copo com água que gira na vertical. Neste caso as forças de tensão nas cordas e a gravitação ( no alto da trajetória como na figura abaixo) fazem o papel de força centrípeta.

Repare que, na parte alta da trajetória. a gravitação e a bandeja estão forçando a água a mudar continuamente sua direção e assim percorrer o círculo. Pela Terceira Lei de Newton, a água reage e pressiona o fundo do copo, tentando levar a bandeja para fora da trajetória circular. Por isto ela não cai.

Assista o vídeo. Observe que na Montanha Russa o processo é semelhante.

Produção da animação: Teachers'Domain.