Problemas Resolvidos de Física

Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 8.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 2008.
FÍSICA 1
CAPÍTULO 5 – FORÇA E MOVIMENTO - I
37. Uma esfera com uma massa de 3,0 × 10-4 kg está suspensa por uma corda. Uma brisa horizontal
constante empurra a esfera de tal forma que a corda faz um ângulo de 37o com a vertical.
Determine (a) a força da brisa sobre a bola e (b) a tensão da corda.
(Pág. 120)
Solução.
Considere o seguinte esquema da situação e o diagrama de corpo livre da esfera, onde F é a força
gerada pela brisa sobre a bola, Fg é a força gravitacional e T é a tensão da corda.
y
T θ
θ
F
x
m
F
Fg
(a) Aplicando-se a segunda lei de Newton à esfera na coordenada y
∑F
y
= ma y
T cos θ − mg = 0
T =
mg
cos θ
(1)
E agora na coordenada x:
∑F
x
= ma x
F − T sen θ = 0
(2)
Substituindo-se (1) em (2), teremos:
F−
mg
sen θ = 0
cos θ
(
)(
) ( )
F = mg tan θ = 3, 0 × 10 −4 kg 9,8 m/s 2 tan 37 D = 2, 2154 " × 10 −3 N
F ≈ 2, 2 × 10 −3 N
(b) Para o cálculo da tensão, utilizamos (1):
(
)(
)
3, 0 × 10 −4 kg 9,8 m/s 2
mg
T =
=
= 3, 6812 " × 10 −3 N
D
cos θ
cos 37
( )
T ≈ 3, 7 × 10 −3 N
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a
Halliday, Resnick, Walker - Fund.de Física 1 - 8 Ed. - LTC - 2009.
Cap. 05 – Força e Movimento - I
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