Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo - Ex.
Uma esfera com uma massa de está suspensa por uma corda. Uma brisa horizontal constante empurra a esfera de tal forma que a corda faz um ângulo de com a vertical. Determine (a) a força da brisa sobre a bola e (b) a tensão da corda.
Passo 1
Show de belezeras galerinha, pra gente começar essa questão precisamos ter em mente que a força resultante que age sobre um corpo é a soma de todas as forças que atuam no mesmo e está relacionada à aceleração pela definição da segunda lei de Newton:
Lembrando que podemos aplicar a segunda lei de Newton para cada componente:
Esta questão nos dá a massa da esfera (), fala que a esfera está presa numa corda, fala que uma brisa empurra a esfera de forma que a corda faz um ângulo de com a vertical e, a partir disso, pede para determinar a força da brisa sobre a bola e a tensão na corda.
Passo 2
Iradoso, então vamos fazer o diagrama de corpo livre da esfera para podermos entender melhor:
Vamos escrever a segunda lei de Newton para o eixo :
Como a bola está em equilíbrio, então:
Deixa essa equação guardada aí, beleza?
Passo 3
Vamos escrever agora a segunda lei de Newton para o eixo :
Como a bola está em equilíbrio:
Substituindo os valores:
Passo 4
Com o valor de calculado, podemos determinar usando a , tal que:
Logo:
Resposta
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