Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 8.Exercícios e Problemas - Ex. 63
63. Você está voando para Nova York e acaba de ler uma revista de bordo que traz um artigo sobre a física do vôo. Você aprendeu que o fluxo de ar sobre as asas cria uma força de sustentação que é sempre perpendicular às asas. Em vôo nivelado, a sustentação orientada para cima contrabalança exatamente a força gravitacional dirigida. para baixo. A piloto diz pelos fones que, devido ao tráfico aéreo intenso, o avião vai permanecer circulando ao redor do aeroporto por algum tempo. Ela diz que manterá o avião a uma velocidade de e a uma altitude de . Então você começa a se indagar sobre qual é o diâmetro do círculo horizontal descrito pelo avião ao redor do aeroporto. Você percebe que a piloto inclinou lateralmente o avião, de modo que suas asas formem com a horizontal. O cartão com instruções sobre segurança na bolsa da parte de trás do banco da frente informa que o comprimento da asa do avião é de . O que pode você descobrir a respeito do diâmetro?
Passo 1
Se liga só!
Uma vez que o piloto inclina lateralmente o avião de modo que as asas formem com a horizontal, temos então o seguinte diagrama de corpo livre para o nosso avião...
Em vôo nivelado, a força de elevação equilibra a força gravitacional. Desse modo, a força resultante sobre o avião na direção , vai valer zero...
E na direção , a outra componente da força atua como resultante centrípeta... De modo que;
Isolando e nas duas fórmulas...
Obtemos duas relações interessantes!
Passo 2
Em seguida, bora dividir por ...
Isolando :
E depois, substituindo os valores numéricos.... Sabendo que ...
Uma vez que o diâmetro é o dobro do raio...
Pronto! Finalizamos aqui!