A força resultante é a soma vetorial de todas as forças que atuam sobre um corpo. Quando várias forças agem sobre um objeto, a força resultante é a força equivalente que tem o mesmo efeito que todas as forças combinadas. Ela determina a aceleração do objeto de acordo com a segunda lei de Newton, que afirma que a aceleração é diretamente proporcional à força resultante e inversamente proporcional à massa do objeto. Considerando F1
e F2
. calcule a força resultante nas situações a seguir.
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão pede. Estamos falando de força resultante, que é basicamente a soma de todas as forças que atuam sobre um objeto. Aqui, temos duas forças: F₁ = 3 N e F₂ = 4 N. A pergunta quer que a gente calcule a força resultante em diferentes situações, dependendo de como essas forças estão aplicadas. Para resolver isso, vamos usar conceitos básicos de soma vetorial de forças e a segunda lei de Newton.
Passo 2
Primeiro, vamos imaginar que as duas forças estão agindo na mesma direção e sentido. Quando isso acontece, a gente simplesmente soma os valores das forças para encontrar a força resultante.
A fórmula para isso é:
Aplicando os valores:
Então, a força resultante nessa situação é 7 N.
Passo 3
Agora, vamos considerar que as duas forças estão na mesma direção, mas em sentidos opostos. Nesse caso, a gente subtrai a menor força da maior para achar a força resultante, e o sentido será o da força maior.
A fórmula fica assim:
Calculando:
Portanto, a força resultante aqui é 1 N, no sentido da força maior (F₂).
Passo 4
Por último, vamos analisar uma situação onde as duas forças estão em direções perpendiculares (isto é, formando um ângulo de 90 graus). Nessa configuração, usamos o teorema de Pitágoras para encontrar a força resultante.
A fórmula é:
Aplicando os valores:
Então, a força resultante nessa situação é 5 N.
Resposta
A força resultante nas diferentes situações é:
- Mesmo sentido e direção: $ F_R = 7, N $
- Sentidos opostos: $ F_R = 1, N $
- Direções perpendiculares: $ F_R = 5, N $