Enunciado

Determine as tensões nos cabos A B , A C e A D .

Passo 1

Fala galera! Tudo certo? Vamos dividir a resolução em algumas etapas, beleza? Prometo que vai ser bem rapidinho!

O enunciado nos pede para calcular as tensões dos três cabos que passam pelo anel A : A B , A C e A D . O primeiro passo é definir os vetores unitários nas direções dos três cabos a partir das coordenadas que foram dadas.

Começando pela tensão no cabo A B :

vec T_A B = |T_A B| (vec n)/(|n|)

vec T_A B = T_A B (3 hat i - 1 hat j + 4 hat k)/(sqrt((3)^2 + (- 1)^2 + (4)^2))

vec T_A B = T_A B ((3)/(sqrt(26)) hat i - (1)/(sqrt(26)) hat j + (4)/(sqrt(26)) hat k)

Para a tensão no cabo A C :

vec T_A C = |T_A C| (vec n)/(|n|)

vec T_A C = T_A C ((3 hat i - 1 hat j + 4 hat k)/(sqrt((3)^2 + (- 1)^2 + (4)^2)))

vec T_A C = T_A C ((- 3)/(sqrt(26)) hat i - (1)/(sqrt(26)) hat j + (4)/(sqrt(26)) hat k)

E por fim, a tensão no cabo A D :

vec T_A D = |T_A D| (vec n)/(|n|)

vec T_A D = T_A D ((3 hat j + 4 hat k)/(sqrt((3)^2 + (4)^2)))

vec T_A D = T_A D ((3)/(5) hat j + (4)/(5) hat k)

Passo 2

Show, feito isso, para que o corpo esteja em equilíbrio, o somatório de forças nas três direções deve ser nulo. Além das tensões, a única força que temos atuando é o peso vec W = (100 hat k) . Sendo assim, podemos separar as componentes hat i e hat j de vec T_A B , vec T_A C e vec T_A D e igualar o somatório delas a zero e o somatório das componentes hat k ao peso vec W .

Começando pelas componentes na direção x :

sum F_x = 0

T_A B (3)/(sqrt(26)) - T_A C (3)/(sqrt(26)) = 0

T_A B = T_A C

Na direção y :

sum F_y = 0

- T_A B (1)/(sqrt(26)) - T_A C (1)/(sqrt(26)) + T_A D (3)/(5) = 0

- T_A C (2)/(sqrt(26)) + T_A D (3)/(5) = 0

Na direção z :

sum F_z = 0

T_A B (4)/(sqrt(26)) + T_A C (4)/(sqrt(26)) + T_A D (4)/(5) = 10 0

T_A C (8)/(sqrt(26)) + T_A D (4)/(5)

Resolvendo este sistema, temos:

T_A C = T_A B = 47,8 l b

T_A D = 31,25 l b

Ufa! Essa já foi hein? Partiu pra próxima!

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Resposta

T_A B = 47,8 l b

T_A C = 47,8 l b

T_A D = 31,25 l b

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