Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinamica Classica de Particulas e Sistemas - Marion- Ed: 5º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 21
Uma corda flexível com comprimento de 1,0 m desliza sobre um tampo de mesa sem atrito, como mostra a Figura 9.E. Ela é inicialmente liberada do repouso com 30 cm pendendo da borda da mesa. Determine o tempo no qual a ponta esquerda da corda alcança a borda da mesa.
Passo 1
Fala, galerinha. Estamos aqui pra mais um exercício, mas calma que vou te ajudar nessa.
Nessa questão temos uma corda pendendo de um lado da mesa e queremos saber quanto tempo ela demora pra borda esquerda da corda atingir a borda da mesa.
Vamos calcular isso primeiro encontrando a equação de movimento e depois encontrando a solução, isolando o tempo. Vamos as contas.
Passo 2
Começamos com a equação do movimento. Vamos chamar de a parte que está pendendo e de o comprimento total da corda. Assim, a força vai ser
Igualando isso a massa vezes a aceleração, temos
Onde é a forma da aceleração, que é a derivada segunda da posição. Simplificando a massa, temos
Agora temos uma equação diferencial. Resolvendo-a, temos que uma das soluções possíveis é
Isolando nessa equação e considerando que quando toda a corda está fora da mesa, temos vamos achar
Por fim, pela solução da equação diferencial, sabemos que . Substituindo os valores, encontramos
Resposta
Mais um problema feito. Bora pra mais um?