Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 3.9 - Ex. 205
A partícula de se desloca no plano horizontal e tem a velocidade mostrada no instante de tempo . Se a força newtons, onde é o tempo em segundos, é aplicada à partícula na direção iniciando no instante de tempo , determine a velocidade da partícula segundos após ser aplicada e especifique o ângulo correspondente medido no sentido anti-horário a partir do eixo até a direção da velocidade.
Passo 1
A chave dessa questão é lembrar que você pode considerar os movimentos em cada direção separadamente. Na direção , nós temos a seguinte situação:
E então vamos usar o teorema do impulso para calcular a variação de velocidade nessa direção:
Passo 2
E agora vamos fazer a mesma coisa com a direção :
Nesse caso, como não temos nenhuma força, a velocidade na direção vai ser constante e igual a .
Agora podemos calcular o módulo da velocidade final:
E para calcular o ângulo que esse vetor forma com o eixo só precisamos fazer o seguinte:
Resposta
A velocidade final da partícula é , essa velocidade forma um ângulo de com o eixo .