Um professor de física desorientado dirige
do sul para o norte, depois
de leste para oeste, a seguir
fazendo
no sentido do oeste para o sul. Determine o módulo, a direção e o sentido do deslocamento resultante (a) usando o método dos componentes e (b) usando o diagrama em escala.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre deslocamento em física, especificamente usando o método dos componentes. Isso significa que vamos quebrar cada trajeto em direções (como norte, sul, leste e oeste) para facilitar os cálculos. Precisaremos usar trigonometria básica e somar vetores para encontrar o deslocamento total.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar cada deslocamento:
- 3,50 km do sul para o norte: Isso é direto para o norte, então só tem componente vertical positiva.
- 4,90 km de leste para oeste: Direto para o oeste, então tem componente horizontal negativa.
- 8,20 km a 65° no sentido do oeste para o sul: Aqui precisamos separar em componentes horizontal e vertical usando trigonometria.
Passo 3
Vamos chamar o norte de positivo na direção Y e o leste de positivo na direção X.
-
3,50 km para o norte:
- Componente X: 0 km
- Componente Y: +3,50 km
-
4,90 km para o oeste:
- Componente X: -4,90 km
- Componente Y: 0 km
-
8,20 km a 65° do oeste para o sul:
- A direção oeste-sul significa que o ângulo é medido a partir do oeste em direção ao sul.
- Componente X:
(negativo porque está indo para o oeste) - Componente Y:
(negativo porque está descendo para o sul)
Passo 4
Calculando as componentes do terceiro deslocamento:
Então:
- Componente X:
km - Componente Y:
km
Passo 5
Agora, somamos todas as componentes X e Y:
- Total X:
km - Total Y:
km
Passo 6
Para encontrar o módulo do deslocamento resultante, usamos o teorema de Pitágoras:
Calculando:
Passo 7
Para encontrar a direção, calculamos o ângulo em relação à direção oeste (pois a componente X é negativa e a Y também é negativa, indicando o terceiro quadrante):
Então, a direção é 24,0° ao sul de oeste.
Passo 8
Resumindo:
- Módulo: aproximadamente 9,25 km
- Direção: 24,0° ao sul de oeste
- Sentido: Sul a oeste
Resposta
O deslocamento resultante tem módulo de aproximadamente 9,25 km, com direção de 24,0° ao sul de oeste e sentido sul a oeste.
Exercícios relacionados
Dado dois vetores
e
seja
o vetor soma e
, o vetor diferença. Usando operações vetoriais mostre que:
e
, onde
é o ângulo entre os vetores
e
.
A bússola de um avião mostra que ele se desloca do sul para o norte, e seu indicador de velocidade do ar mostra que ele está se movendo no ar com velocidade igual a
. (a) Se existe um vento de
de oeste para leste, qual é a velocidade do avião em relação à Terra? (b) Em que direção o piloto deve inclinar o avião para que ele siga de sul para o norte? Qual seria então sua velocidade em relação à Terra?
Um bloco de 263 g é deixado cair sobre uma mola vertical de constante elástica
(Fig. 20). O bloco aderese à mola, que ele comprime
antes de parar momentaneamente. Enquanto a mola está sendo comprimida, qual é o trabalho realizado (a) pela força da gravidade e (b) pela mola? © Qual era a velocidade do bloco exatamente antes de se chocar com a mola? (d) Se esta velocidade inicial do bloco for duplicada, qual será a compressão máxima da mola? Ignore o atrito
Na Figura abaixo um bloco de massa
desliza de encontro a uma mola de constante elástica
. O bloco para após comprimir a mola 12 cm . O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso é 0,41 . Enquanto o
bloco está em contato com a mola e sendo levado ao repouso, determine (I) o trabalho realizado pela mola; II) trabalho realizado pilo atrito III) Qual é a velocidade do bloco imediatamente antes de se chocar com a mola?
bloco está em contato com a mola e sendo levado ao repouso, determine (I) o trabalho realizado pela mola; II) trabalho realizado pilo atrito III) Qual é a velocidade do bloco imediatamente antes de se chocar com a mola?