Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 35
Dois cavalos puxam horizontalmente cordas amarradas a um tronco de árvore. As duas forças e que elas exercem sobre o tronco são tais que a força resultante possui módulo igual ao de e faz um ângulo de com . Seja e . Determine o módulo, a direção e o sentido de (em relação a ).
Passo 1
Vamos fazer um desenho do que está acontecendo:
A força está representada em preto e a força resultante , em vermelho. Podemos decompor esses dois vetores em componentes verticais e horizontais:
Passo 2
Beleza! Agora sabemos que a força resultante é o resultado da soma de todas as forças que agem no sistema. Bom, temos aqui agindo duas forças: e de modo que:
Para determinar a força podemos isolar ela do lado esquero da equação:
E lembrando que a subtração de vetores é feita componente a componente, podemos substituir as componentes que determinamos no passo anterior e achar as componentes de :
Então descobrimos que a força tem componentes:
Passo 3
E seu módulo e sua direção? Bom, precisamos lembrar que podemos calcular o módulo de um vetor qualquer a partir de suas componentes e :
Aplicando isso para o vetor :
E a direção de um vetor é dada pela tangente, saca só:
Aplicando isso para o nosso vetor teremos:
A primeira determinação positiva onde a é no ângulo de
O esquema final da situação pode ser assim ó:
Beleza?