Enunciado

Um empregado do serviço postal dirige um caminhão de entrega e faz o trajeto indicado na Figura 1.33. Use o método dos componentes para determinar o módulo, a direção e o sentido do deslocamento resultante. Mediante um diagrama vetorial (aproximadamente em escala), mostre que o deslocamento resultante obtido com este diagrama concorda aproximadamente com o resultado obtido pelo método dos componentes.

Passo 1

Belezoca pessoal, vamos encontrar a soma vetorial dos três deslocamentos dados na figura:

Primeiro, vamos definir nossas coordenadas. Como temos o motorista se deslocando somente para a direita e para cima, vamos utilizar:

+ x   p a r a   o   l e s t e   + y   p a r a   o   n o r t e

Veja só! 👀

Passo 2

Irado, agora vamos desenhar esse trajeto em vetores, fica desse jeito ó:

Nesse caso, temos que os deslocamentos são dados como:

A → = 2,6   k m   e   0 °   p a r a   o   n o r t e B → = 4,0   k m   e   0 °   p a r a   o   l e s t e   C → = 3,1   k m   e   45 °   p a r a   o   n o r t e   d o   l e s t e  

Então vamos somar os deslocamento em x (horizontal), de forma que:

R x = A x + B x + C x

Calculando cada item dessa somatória temos que:

A x = 2,6   km ⋅ sen ⁡ 0 ° = 0   k m B x = 4,0   km ⋅ cos ⁡ 0 ° = 4,0   k m C x = 3,1   km ⋅ cos ⁡ 45 ° = 2,19   k m

Portanto, a resultante total na horizontal é dada por:

R x = 0 + 4,0   km + 2,19   km

R x = 6,2   km

Tranquilo até aqui? 😬

Passo 3

E o deslocamento em y (vertical), da mesma maneira, será dado pelo somatória dos deslocamento na vertical, tal que:

R y = A y + B y + C y

Calculando cada item dessa somatória temos que:

A y = 2,6   km ⋅ cos ⁡ 0 ° = 2,6   k m B y = 4,0   km ⋅ sen ⁡ 0 ° = 0   k m C y = 3,1   km ⋅ sen ⁡ 45 ° = 2,19   k m

Portanto, a resultante total na vertical é dada por:

R y = 2,6   km + 0   km + 2,19   km

R y = 4,8   km

Isso quer dizer que o vetor deslocamento total R → pode ser expresso como:

R → = R x î + R y j ^

R → = 6,2   km î + ( 4,8   km) j ^

Bacana, não é? 😉

Passo 4

Show de bolinhas!

Como já conhecemos as componentes em x e y , vamos calcular o modulo para encontrar o vetor resultante R → , de modo que o módulo de R → é dado como:

R → = R x 2 + R y 2

Logo:

R → = 6,2   km 2 + 4,8   km 2

R → = 38,44   km² + 22,08   km²

R → = 60,52   km²

Portanto:

R → = 7,8   km

Estamos quase lá! 😁

Passo 5

Vamos calcular a direção do vetor R → :

Sabemos que para isso, vamos utilizar a relação:

tan ⁡ θ = R y R x

Tal que:

θ = tan - 1 ⁡ R y R x

θ = arctan ⁡ R y R x

Então substituindo os valores que descobrimos, obtemos:

θ = tan - 1 ⁡ 4,8   km 6,2   km

θ = 38 °

E colando essas informações em um diagrama, temos que o vetor R → está disposto de uma forma que:

Prontinho! O que achou? Responde Aí! 😎

Resposta

7,8   km   e   38 °   para o norte do leste .

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