Enunciado

Na verificação da adequação do suporte em terra de um poste instalado recentemente, uma pessoa exerce uma força de  P   =   – 160 i   +   40 j   +   60 k  no topo do poste, como mostrado. Determine os ângulos que  P  faz com o eixo positivo  x  e com o plano  x - z .

Passo 1

E aí meus queridos, tudo bem com vocês? Preparados pra mais uma questãozinha?

Prestem bastante atenção que essa questão é rapidinha, porém, precisa de um pouco da nossa atenção para que a gente não se perca no meio do caminho. Primeiro de tudo, como o enunciado já nos deu o P em notação vetorial vamos encontrar os ângulos de forma bem tranquila, a começar pelo ângulo que nosso vetor faz com o eixo positivo x para isso vamos calcular o ângulo que P faz com o eixo negativo x e depois faremos a seguinte subtração

180 ° - θ - x

Sendo assim, vamos encontrar esse ângulo θ - x que é o ângulo com o eixo x negativo, dado por

cos ⁡ θ - x = 160 2 160 2 + 40 2 + 6 0 2 = 160 175,5

θ - x = arccos ⁡ 160 175,5 ≈ 24,3 °

Então, nosso ângulo com o eixo positivo, θ + x , será dado por

θ + x = 180 ° - θ - x = 180 - 24,3 = 155,7 °

Passo 2

Bom, agora para encontrarmos o ângulo que nosso vetor faz com o plano z x seguiremos a mesma linha de raciocínio, logicamente que com uma modificação, mas nosso problema se resolverá pela seguinte fórmula

cos ⁡ θ z x = 160 2 + 60 2 160 2 + 40 2 + 60 2 = 1 7 0 , 88 175,5

θ z x = arccos ⁡ 170,88 175,5 ≈ 13,17 °

Pronto, está resolvido nosso problema.

Resposta

θ + x = 155,7 ° ,     θ z x = 13,17 °

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