Em um trem viajando em um terreno plano, um lustre pendente do teto do vagão está deslocado, para trás, de
em relação à vertical. Determine a aceleração do trem.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que um lustre pendente no trem está inclinado 15 graus para trás em relação à vertical. Isso envolve conceitos de dinâmica, especialmente sobre aceleração e como ela afeta objetos em movimento. Para resolver, vamos precisar entender como a inclinação do lustre está relacionada à aceleração do trem.
Passo 2
Primeiro, vamos visualizar o que está acontecendo. Quando o trem acelera, o lustre não fica perfeitamente vertical porque está sendo “puxado” para trás devido à aceleração do trem. Esse desvio forma um ângulo com a vertical.
Passo 3
Agora, vamos usar a tangente do ângulo para relacionar a aceleração do trem com a gravidade. A fórmula é:
Onde:
-
é o ângulo de inclinação (15°), -
é a aceleração do trem, -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²).
Passo 4
Queremos encontrar a aceleração
. Então, rearranjamos a fórmula:
Passo 5
Agora, vamos calcular. Primeiro, encontramos
. Sabemos que:
Então:
Resposta
A aceleração do trem é aproximadamente
.
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