Como calcular forças resultantes

Escrito por paul dohrman | Traduzido por luiz neves
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Calcular a força resultante de um corpo por uma combinação de forças é uma questão de somar as diferenças interações que o corpo sofre de acordo com seus componentes, como discutido no livro "Fundamentos da física", de Halliday e Resnick. De forma equivalente, pode-se fazer a soma vetorial. Graficamente, isso significa manter o ângulo dos vetores e movê-los em uma posição de cadeia, um tocando sua cabeça com a cauda do outro. Quando a cadeia estiver completa, desenhe uma seta partindo da única cauda sem cabeça a tocando até a única cabeça sem cauda. Essa seta é seu vetor resultante, com módulo e direção iguais à força resultante. Esse método é também conhecido como "princípio da superposição".

Nível de dificuldade:
Moderado

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Instruções

  1. 1

    Desenhe um diagrama de todas as forças agindo em um bloco de 5 kg em queda livre. Suponha que ele possui gravidade puxando-o verticalmente para baixo, outra força puxando-o para a esquerda com um módulo de 10 Newton (a unidade de força do SI), e outra puxando-o para cima e para a direita, em um ângulo de 45 graus, com um módulo de 10^2 Newtons (N).

  2. 2

    Some os componentes verticais dos vetores. No exemplo anterior, a força gravitacional, apontando para baixo, possui um módulo de F = mg = -5 kg x 9,8 m/s^2, onde g é a constante de aceleração gravitacional. Logo, sua componente vertical é de -49 N, o sinal negativo indica que a força puxa para baixo. A outra força, angular, possui uma componente horizontal e uma vertical, cada uma de 10 N. A força da esquerda não possui componente vertical. A soma então é de 39 N para baixo.

  3. 3

    Faça a soma dos componentes vetoriais horizontais. Continuando com o exemplo anterior, os vetores da esquerda e da direita contribuem com 10 N em cada direção, que se cancelam para dar uma força resultante nula.

  4. 4

    Use a segunda lei de Newton (F = ma) para determinar a aceleração do corpo. A força resultante é, então, 39 N para baixo. Para uma massa de 5 kg, a aceleração é dada a seguir: 39 N = F=ma = 5 kg x a, então a = 7,8 m/s^2.

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