O grande músculo quadríceps na parte superior da perna termina em sua extremidade inferior em um tendão ligado à extremidade superior da tíbia (Fig. P10.77a). As forças sobre a parte inferior da perna quando esta é estendida são modeladas como na Figura P10.77b, onde   T → é a força no tensão, F → g , p e r n a é a força gravitacional agindo sobre a parte inferior da perna e F → g , p é é a força gravitacional agindo sobre o pé. Encontre T quando o tendão está em um ângulo de ϕ   =   25,0 ° com a tíbia, supondo F → g , p e r n a = 30,0   N , F → g , p é   = 12,5   N e a perna estendida em um ângulo θ   =   40,0 ° com relação à vertical. Suponha também o centro de gravidade da tíbia está em seu centro geométrico e o tendão ligado à parte inferior da perna em uma posição um quinto para baixo na perna.

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Primeiro, resolvemos todas as forças em componentes paralelos e perpendiculares para a tíbia. Observe que θ = 40.0 ∘ e:

w y = ( 30.0 N ) s i n ⁡ 40.0 ∘ = 19.3 N F y = ( 12.5 N ) s i n ⁡ 40.0 ∘ = 8.03 N

T y = Tsin ⁡ 25.0 ∘

Usando Σ τ = 0 para um eixo perpendicular à página e através da extremidade superior da tíbia, temos:

Tsin ⁡ 25.0 ∘ d 5 - 19.3 N d 2 - 8.03 N d = 0

T = 209 N

Resposta

209N

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