5.75 O piloto do avião Cessna 182 da parte (c) do Problema 5.74 consegue reativar o motor enguiçado. Ele utiliza a força de propulsão máxima, e o avião sobe ao longo de uma linha reta formando um ângulo acima da horizontal. O avião está voando com uma velocidade constante de
, pesa 12.900 Ne possui um arraste de 1300 N . O indicador de taxa de elevação do painel de instrumentos mostra que ele está ganhando altura com uma taxa constante de
. Determine o módulo da força de propulsão (a força para a frente exercida pelo motor). (Sugestão: A força de propulsão atua no mesmo sentido da velocidade do avião.)
Passo 1
O enunciado descreve um avião Cessna 182 que voa em subida retilínea com velocidade constante de
, peso
, arraste
e ganha altura a
. Pedem o módulo da força de propulsão
. Para resolver, vamos usar equilíbrio de forças ao longo da direção de voo (Newton I) e decompor o peso em componente paralela à trajetória usando o ângulo de subida
, obtido pela taxa de elevação.
Passo 2
Convertendo a velocidade e determinando
:
A taxa vertical é
, logo
Passo 3
Componente do peso ao longo da direção de voo é
Passo 4
Pela condição de velocidade constante, a soma das forças ao longo da trajetória é zero:
Substituindo
e
, obtemos
Resposta
O módulo da força de propulsão é aproximadamente
.