Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 5.9 - Ex. 64
Um arremessador de peso lança um peso de empurrando-o ao longo de uma linha reta com de comprimento e um ângulo de com a horizontal, acelerando o peso até a velocidade de lançamento de (que se deve ao movimento preparatório do atleta). O peso deixa a mão do arremessador a uma altura de e com um ângulo de e percorre uma distância horizontal de . Qual é o módulo da força média que o atleta exerce sobre o peso durante a fase de aceleração? (Sugestão: trate o movimento durante a fase de aceleração como se fosse ao longo de uma rampa com o ângulo dado.)
Passo 1
Para essa questão, devemos nos lembrar da equação dada no próprio livro do Halliday que é a parábola da trajetória de uma partícula em movimento balístico:
Lembrando que foi dado para nós no enunciado , , porque consideramos o chão como e , que foi a distância horizontal percorrida após o lançamento.
Passo 2
Portanto, podemos determinar a velocidade de lançamento substituindo os valores dado na :
Isolando :
Passo 3
Com a velocidade inicial de lançamento calculada e a velocidade que o corpo inicia sua trajetória na suposta rampa, podemos aplicar a equação de Torricelli:
Como a distância percorrida pelo corpo na rampa também foi dada, vamos isolar o para definir o módulo da aceleração:
Passo 4
Com a aceleração calculada, aplicamos a segunda lei de Newton para o eixo do movimento, sem esquecer que tem uma componente do peso contrária ao movimento, para determinar a força média que atuou no corpo durante este movimento. Assim:
Isolando :