Enunciado

60- O cabo da extremidade da lança do guincho exerce uma força de 250   l b sobre a lança, como mostrado. Expresse F como um vetor cartesiano.

Passo 1

A questão nos informa os ângulos diretores da força em relação a x e y ou seja α e β . Então vamos encontrar γ pela relação fundamental.

α = 30 ° ;       β = 70 °

Aplicando a relação fundamental temos:

cos 2 ⁡ 30 + cos 2 ⁡ 70 + cos 2 ⁡ γ = 1

cos ⁡ γ = 1 - cos 2 ⁡ 30 - cos 2 ⁡ 70

Logo:

γ = cos - 1 ⁡ ( 1 - cos 2 ⁡ 30 - cos 2 ⁡ 70 = 68.61 °   o u   111.39 °

Pois para o cosseno ser positivo temos um ângulo no primeiro quadrante e outro no segundo quadrante. Como a força está com sentido contrário a de y logo podemos dizer o ângulo γ é de 111.39 ° .

Passo 2

Com isso temos a seguinte representação da força:

F = | F | cos ⁡ α   i + cos ⁡ β   j + cos ⁡ γ k

Logo:

F = 250 cos ⁡ 30   i + cos ⁡ 70   j + cos ⁡ 111.39 k [ l b ]

Logo em coordenadas cartesianas a força será igual a:

F = 216.51 i + 85.51 j - 97.18 k   [ l b ]

Resposta

F = 216.51 i + 85.51 j - 97.18 k   [ l b ]

Ver Outros Exercícios desse livro