6)Suponha que um pássaro de massa
esteja planando com velocidade constante,segundo um ângulo
em relação ao chão.Qual deve ser a intensidade da força resultante?Qual é a relação entre
e as forças envolvidas?
Passo 1
O enunciado diz que um pássaro de massa
plana com velocidade constante segundo um ângulo
em relação ao chão. O conteúdo é equilíbrio de forças (dinâmica de Newton com
). Vamos identificar as forças e impor que a soma vetorial seja nula.
Passo 2
Como a velocidade é constante, a aceleração é nula e, pelo segundo princípio de Newton, a força resultante deve ser zero:
Passo 3
As forças atuantes são:
– O peso apontando para baixo (vertical).
– A sustentação (lift) , normalmente perpendicular à trajetória.
– O arrasto (drag) , na direção oposta à velocidade.
– O peso
– A sustentação (lift)
– O arrasto (drag)
Passo 4
Escolhendo eixos 1) paralelo à direção de voo e 2) perpendicular a ela, escrevemos as condições de equilíbrio:
– Eixo de voo:
– Eixo de voo:
– Eixo perpendicular à voo:
Passo 5
Daquelas relações segue-se a conexão entre o ângulo de planeio e as forças aerodinâmicas:
Resposta
A intensidade da força resultante é zero (
).
As forças satisfazem
As forças satisfazem
e consequentemente