Você é o Engenheiro de Segurança responsável pela manutenção e vistoria do Newton Park, um grande parque de diversões. Recentemente, uma nova atração principal, a montanha-russa "O Salto Quântico", apresentou uma falha crítica durante os testes com bonecos de teste (dummies): em uma das execuções, o carrinho quase parou no ponto mais alto do looping (laço vertical), gerando risco de queda vertical por falta de velocidade.

A diretoria do parque suspendeu a inauguração e exige um laudo técnico imediato. O projeto original indica que o carrinho é solto do repouso de uma altura inicial (H) e desce uma rampa sem atrito antes de entrar no looping de raio (R).

Seu desafio é elaborar um Memorial Analítico que prove cientificamente a segurança da atração. Você deve explicar a relação entre a altura da queda e a velocidade necessária para completar a volta com segurança. Especificamente, você precisa analisar as transformações de energia (Potencial Gravitacional em Cinética) e as forças atuantes no ponto mais crítico da trajetória (o topo do looping), garantindo que a força centrípeta seja suficiente para manter o carrinho nos trilhos.

ETAPA 2 - Materiais de referência (ambientação) para o Desafio Profissional

Para embasar sua análise técnica, utilize os seguintes materiais de apoio que ilustram os princípios da dinâmica e energia:

Figura do Tema 2 - Conservação de Energia: analise a imagem da rampa de skate (Figura 19 do seu livro didático, Tema 2), que demonstra a conversão de energia potencial (ponto A) em energia cinética (ponto B). O princípio físico da montanha-russa é idêntico.

https://www.youtube.com/watch?v=XfUX2TVPesc (Assista para visualizar a interação entre a gravidade, a inércia e a força normal no looping).

Simulador Virtual: recomenda-se o uso do simulador "Energy Skate Park" (PhET Colorado) para visualizar como o atrito e a massa influenciam (ou não) na velocidade final.

Conceito de Força Centrípeta: revise o diagrama de forças em movimento circular apresentado nos Temas 1 e 3 (Dinâmica do Corpo Rígido).

Aprofundamento Técnico (Bônus):

Leitura Obrigatória: NATIONAL GEOGRAPHIC. Como é que as montanhas-russas funcionam? O segredo está na física. National Geographic, 2023. Disponível em: https://www.nationalgeographic.pt/ciencia/como-e-que-montanhas-russas-funcionam-segredo-esta-na-fisica_4350. Acesso em: 6 fev. 2026.

Conceito Avançado: pesquise sobre a diferença entre Loop Circular vs. Loop Clotoide. Explique no seu memorial por que o formato de "gota" é mais seguro para o pescoço dos passageiros do que o círculo perfeito.

Vídeo de Apoio: assista à demonstração prática sobre a Velocidade Mínima no Looping para entender matematicamente o risco de queda.

Este vídeo a seguir é excelente para ilustrar exatamente o cálculo da "velocidade mínima" que o aluno precisará fazer no desafio https://www.youtube.com/watch?v=euXTRbXdxes.

ETAPA 3 - Levantamento de conceitos teóricos (preencher no Template Padrão Único)

ETAPA 4 - Aplicação dos conceitos teóricos ao Desafio Profissional (preencher no Template Padrão Único)

ETAPA 5 – ETAPA AVALIATIVA - Redação do produto - Memorial Analítico - (preencher no Template Padrão Único e, após a finalização, copiar e colar no campo de resposta a seguir)

Chegou a hora de transformar todo o seu percurso investigativo em um texto claro, bem estruturado e objetivo. Você deverá desenvolver um Memorial Analítico. Este será o produto final do Desafio Profissional, que será avaliado com nota de zero a dez e terá peso três na média final da disciplina de Química Geral e Inorgânica. 

Lembre-se: para baixar o Template Padrão Único do Desafio Profissional, clique no link a seguir, e siga o passo a passo: clique em Arquivo > Criar uma cópia > Baixar uma cópia. Você só conseguirá editar o template depois de salvá-lo.

Bons estudos!

Fontes: adaptações de: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física: mecânica. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

HIBBELER, R. C. Dinâmica: mecânica para engenharia. São Paulo: Pearson, 2011.

MILNITZ, D.; PEREIRA, H. G.; SANTOS, L. G. dos. Mecânica. Indaial: UNIASSELVI, 2021.

NATIONAL GEOGRAPHIC. Como é que as montanhas-russas funcionam? O segredo está na física. National Geographic, 2023. Disponível em: https://www.nationalgeographic.pt/ciencia/como-e-que-montanhas-russas-funcionam-segredo-esta-na-fisica_4350. Acesso em: 6 fev. 2026.