Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 8.Questões Conceituais - Ex. 7
7. Um avião a jato voa com velocidade constante mantendo um curso
nivelado com o solo. Os motores funcionam a pleno vapor.
a. Quanto vale a força resultante sobre o avião? Explique.
b. Desenhe um diagrama de corpo livre para o avião visto de lado
enquanto voa da esquerda para a direita. Nomeie (e não simplesmente
denote) cada uma das forças representadas no diagrama.
c. Os aviões inclinam-se lateralmente quando fazem uma curva.
Desenhe um diagrama de corpo livre para um avião, visto de baixo,
que faz uma curva para a direita.
d. Por que os aviões se inclinam lateralmente ao fazerem curvas?
Explique.
Passo 1
a)
Galera sempre quando a gente tem a velocidade constante e não estamos em um movimento retilíneo a gente tem que lembrar que a aceleração é igual a zero. Sabendo disso fica fácil, porque se a aceleração é zero a força resultante também é zero.
Se liga, aqui você poderia pensar que o avião ta fazendo um movimento circular ao redor da terra, mas o avião é muuuuuito menor que a curvatura dela então isso se torna insignificante e não conseguimos perceber esse movimento cicular, então podemos considerar como retilíneo mesmo.
Passo 2
b)
Ta se liga no super desenho de avião que eu fiz
A força amarela, que ta apontando para baixo é o peso do avião, ou seja a força gravitacional.
A força azul que ta apontando para cima é a força de sustentação que aparece nas asas e ela tem que ser igual ao peso do avião, pra manter a altitude.
A força vermelha é a força do motor que ta empurrando o avião pra frente.
E a força verde é o arrasto, ou seja a resistência do ar, que empurra o avião para trás. Ela precisa ter o módulo igual a força do motor pro avião manter a velocidade constante.
Passo 3
c)
Galera mais um erro de tradução aqui kkkkkkk
Vai ficar muito difícil de entender um desenho olhando o avião de baixo, deveríamos olhar ele de trás, que é o que pede no livro original.
Olha como fica olhando de baixo:
Fica muito estranho porque a força azul não esta no plano ela ta em diagonal, porque é perpendicular as asas.
Agora olha como fica olhando de trás:
Passo 4
d)
A força de sustentação azul pode ser decomposta em dois eixos, no vertical ela tem o mesmo módulo que a força peso, para o avião manter a altitude.
E a parte horizontal (que é só o que aparece quando fizemos o desenho olhando de baixo) aponta pro lado e ela será a resultante de todas as forças, pois o arrasto se anula com a força do motor e o peso se anula com a componente vertical da sustentação, sobra só a componente horizontal da sustentação.
Como a resultante ela está apontando na direção perpendicular a velocidade, o avião entra em um movimento circular uniforme, essa resultante aponta para o centro de uma circunferência e o avião começa a fazer uma curva
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)