Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 2.4 - Ex. 73
Prove o resultado de conhecimento geral que, para uma dada velocidade de lançamento , o ângulo de lançamento fornece a máxima distância horizontal . Determine o alcance máximo. (Note que esse resultado não se aplica quando o arrasto aerodinâmico é incluído na análise.)
Passo 1
Pessoal, quando estamos lidando com movimento de projétil, podemos considerar as seguintes equações:
Vamos isolar a variável nas equações e :
Passo 2
Agora, consideremos o instante t em que o projétil retorna ao solo. Teremos então , que é o alcance, e , pois a velocidade terá o mesmo módulo mas com sentido inverso ao inicial. Ou seja, teremos:
Usando as equações e , obteremos:
Passo 3
Portanto, o alcance será máximo quando for máximo, já que os outros fatores são constantes. Mas o máximo de é , que ocorre quando:
Além disso,