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16) Na figura a seguir, uma esfera rígida se encontra em equilíbrio, apoiada em uma parede vertical e presa por um fio ideal e inextensível. Sendo ...

16) Na figura a seguir, uma esfera rígida se encontra em equilíbrio, apoiada em uma parede vertical e presa por um fio ideal e inextensível. Sendo P o peso da esfera e 2P a força máxima que o fio suporta antes de arrebentar, o ângulo formado entre a parede e o fio e de:
Calcular o ângulo formado entre a parede e o fio.

a) 30°
b) 45°
c) 60°
d) 70°
e) 80°

Essa pergunta também está no material:

539 fisica estatica dos corpos extensos exercicios
13 pág.

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos utilizar o diagrama de forças. Sabemos que a esfera está em equilíbrio, então a soma das forças na direção vertical e horizontal devem ser iguais a zero. Na direção vertical, temos a força peso P para baixo e a componente vertical da tensão T para cima. Então, temos: P = T * cosθ Na direção horizontal, temos a componente horizontal da tensão T para a direita. Então, temos: T * senθ = 2P Substituindo a primeira equação na segunda, temos: T * senθ = 2P / cosθ T * senθ = 2P * secθ T = 2P * (secθ / senθ) Substituindo T na primeira equação, temos: P = 2P * (secθ / senθ) * cosθ 1 = 2 * (secθ / senθ) * cosθ 1 = 2 * cosθ / senθ senθ = 2 * cosθ tanθ = senθ / cosθ = 2 θ = arctan(2) θ ≈ 63,4° Portanto, a alternativa correta é a letra c) 60°.

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