Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Estática Volume 1 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 2.10 - Ex. 177
A força F está direcionada de para e pode se movimentar de até , sendo sua posição medida pela variável . Considere a projeção de F sobre a linha como função de . Em particular, determine e mostre em um gráfico em função de , a fração do módulo de que está projetada. Observe que varia de até .
Passo 1
Seja o vetor unitário que indica a direção de F e o vetor unitário que indica a direção de . Queremos aqui a projeção de F sobre , que pode ser obtida do seguinte modo
Após calcular conseguiremos achar pela seguinte divisão:
Passo 2
Primeiro devemos achar o vetor . Vamos colocar os eixos coordenados dessa maneira:
O vetor n será dado pela fórmula:
Sendo o vetor que aponta de para e seu módulo. Podemos considerar o segmento de reta como a reta com indo de a . Nesse caso temos então o que nos leva às coordenadas do ponto em função de :
Então:
Passo 3
O módulo de será então:
Agora conseguimos achar :
Passo 4
Vamos agora encontrar . Novamente vamos fazer:
Agora calculamos o módulo:
E finalmente:
Passo 5
Agora conseguimos calcular . No primeiro passo vimos que:
Então:
Como queremos o resultado em função de , dividimos por em cima e em baixo: