Looping - resposta 2

RKA13C No último vídeo, nós descobrimos que a velocidade mínima absoluta para permanecer na trajetória circular bem aqui, principalmente perto do topo, era "27,6 km/h". O que eu quero fazer neste vídeo é... Eu apenas retirei as partes em que ele está, de fato, no looping e, na verdade, quero calcular sua velocidade média. Então, vou usar este editor de vídeo bem aqui para medir quanto tempo ele leva para completar o looping. Podemos utilizar isso e o que conhecemos sobre a circunferência do looping. Vamos supor que ele seja perfeitamente circular para as nossas suposições, embora, na realidade, pareça ter um formato oval... Vou deixar que vocês reflitam sobre como isso mudaria se vocês tivessem uma forma elíptica como essa. Vamos assistir, então, ao vídeo mais uma vez. O vídeo é do programa "Fifth Gear", que passa no "canal 5" do Reino Unido. Então, lá vai! Aqui, nós temos um pequeno cronômetro para o meu editor de vídeo. E, bem aqui, está marcando em segundos, e o outro não é centenas de segundos, são imagens. Há 30 imagens por segundo. Portanto, começa do zero segundo, zero imagem e, quando nós começamos o vídeo, passa para 2 segundos e 14 imagens. Mas são 30 imagens por segundo... 2 segundos e 14 imagens (de 30 em 1 segundo) é o tempo que leva para o carro completar o looping. Então, é 1 segundo e, em seguida, 2 segundos. "2 + 14/30". São quase 2,5 segundos. Então, vamos tomar nota disso. O tempo... E isso é tudo estimativa, porque eu estou aproximando bem aqui. O tempo necessário para se realizar o looping é de 2 e 14/30 segundos. Qual é a distância que ele percorre? Se assumirmos que esse objeto é circular, embora pareça ter um formato mais oval, mas se assumimos que ele é circular, então a distância percorrida é a circunferência do looping circular. A circunferência (C) é "2π" vezes o raio (r), o que é igual a "2π" vezes 6 metros, no vídeo anterior, nós descobrimos que o raio é seis. São "2π" vezes "6 m", que é igual a "12π m". Eu diria: a velocidade está em constante variação, porque a direção varia constantemente, mas o módulo da velocidade, se quisermos descobrir o valor numérico médio da velocidade ou a velocidade média, teríamos que dividir... Então, deixe-me escrever isso aqui. A velocidade média... A distância total percorrida é "12π m". Isso dividido pelo tempo necessário para percorrer os "12π m", que é 2 e 14/30 segundos. Agora, vamos utilizar nossas calculadoras para calcular, de fato, esse valor. Então, nós vamos obter... A distância é... Deixe-me esclarecer isso. Então, nós temos "12π m" dividido por "12 + 14/30". Só para obter o valor exato. 12 dividido por 14, por 30... Isso nos dá o resultado de aproximadamente 15... É em metros por segundo (m/s). Eu vou usar "15,3 m/s". Então, a velocidade média é, aproximadamente, "15,3 m/s", o que é quase duas vezes mais rápido que aquela velocidade mínima que calculamos, que seria necessária. E isso porque vocês querem ter aquela margem de segurança e querem ter alguma tração na estrada, mas vocês não querem completar o percurso muito rapidamente, porque senão as forças "G" vão ser muito grandes. Talvez nós falemos sobre isso em um vídeo futuro. Só para relacionar isto em quilômetros por hora (km/h), vamos fazer este cálculo. Ops, não era isto que eu queria usar, queria usar este outro bem aqui. Esse "15,3" está em metros por segundo, vamos calcular quantos metros por hora multiplicando por 3.600 segundos por hora. E então, 55.080 metros por hora são divididos por mil, o que você pode, de certa forma, observar bem ali: são "55 km/h". Se você quisesse calcular em milhas (mi) uma estimativa aproximada, seria dividido por 1,6, o que é da ordem aproximada de 35 milhas por hora ou 55 quilômetros por hora. Então, é aproximadamente "55 km/h". Portanto, o motorista aqui, por sorte, eles calcularam previamente o problema de física, ele tinha uma margem de segurança. Ele estava bem além da velocidade mínima justamente para manter um movimento circular, então, ele provavelmente tinha uma boa tração com a trajetória aqui em cima.