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VOLUME 2 | Ciências da natureza e suas tecnologias 37 Somente com a polia fixa, a vantagem mecânica é igual a 1. Para cada polia móvel acrescentada ao sistema, a vantagem mecânica é multiplicada por 2. A tabela apresenta a vantagem mecânica (VM) em função do número de polias móveis (n). n VM 1 21 = 2 2 22 = 4 3 23 = 8 n 22 Para Arquimedes ter conseguido mover o navio, a vantagem mecânica foi maior que 60. Assim: 2n > 60. Sabemos que 26 = 64. Então, o número mínimo de polias móveis usadas por Arquimedes foi 6. Física 38 M apeando o saber VOLUME 2 | Ciências da natureza e suas tecnologias 39 Decomposição de Forças e Plano Inclinado Física 1 AULAS: 19 e 20 Competência(s): 1, 5 e 6 Habilidade(s): 2, 17, 19 e 20 1. Introdução Durante nossos estudos sobre os vetores e as forças, vimos como determinar um vetor resultante que represen- tasse a ação de todas forças aplicadas em determinada situação. Agora, vamos estudar o processo inverso, a de- composição de forças. A partir da força resultante, de- terminaremos suas componentes, os pares de forças que são perpendiculares na direção do eixo x e do eixo y, que ao se juntarem, possuem o mesmo efeito da força decom- posta. 1.1. Componentes perpendiculares de uma força Na figura a seguir, o homem puxa uma caixa com uma corda, com uma força de tração T. Pela imagem, sabemos essa força não tem direção ortogonal. Dessa forma, é preciso encontrar duas forças perpen- diculares, cuja soma resulte na força T. Assim, usaremos o que foi visto sobre projeção de um vetor em um sistema de eixos perpendiculares, posicionado na origem do vetor T. A componente ao longo do eixo x (horizontal) será deno- minada Tx, e a componente ao longo do eixo y (vertical), será denominada T y. Os módulos de Tx e T y serão obtidos a partir de rela- ções trigonométricas aplicadas ao triângulo retângulo que se forma com a configuração dos vetores, dado um ângulo θ entre T e Tx. sen hipotenusa catetooposto T T T T seny y" $i i= = = cos hipotenusa catetoadjacente T T T T cosx x" $i i= = = Aplicações Práticas Uma força de módulo igual a 20 N é aplicada sobre um corpo em um ângulo de 30º, como mostrado na figura a seguir. As componentes x e y dessa força são iguais a: a) √2 N e 2 N, respectivamente. b) √3 N e 5 N, respectivamente. c) 5√3 N e 5 N, respectivamente. d) 10√3 N e 10 N, respectivamente. e) √3 N e 10 N, respectivamente. Resolução Para calcularmos as componentes x e y da força F, pode- mos usar a seguinte relação: Fx = F cosθ Fy = F senθ Em que θ é o ângulo formado entre a direção x (horizon- tal) e o vetor da força. Assim: Fx = 20 cos 30º = 20 · 2 3 = 10√3 N Fy = 20 sen 30º = 20 2 1 = 10 N Portanto, as componentes x e y da força F são iguais a 10√3 N e 10 N, respectivamente.