PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 73 da EEAR 2017
– Um corpo está submetido à ação de duas forças com intensidades 5\text{ N} e 4\text{ N}, respectivamente, que formam entre si, um ângulo de 60^\circ. O módulo da força resultante que atua sobre o corpo será
- A\sqrt{29}
- B\sqrt{41}
- C\sqrt{61}
- D\sqrt{91}
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Resolução comentada
Quando duas forças atuam sobre o mesmo corpo, a resultante é a soma vetorial delas. Para dois vetores com módulos F_1 e F_2 que formam um ângulo \theta, a lei dos cossenos dá:
O sinal é positivo porque \theta é o ângulo entre os vetores quando estão com a origem no mesmo ponto (na regra do paralelogramo).
Substituindo os valores do enunciado:
- F_1^2 = 5^2 = 25
- F_2^2 = 4^2 = 16
- 2F_1F_2\cos 60^\circ = 2\cdot 5\cdot 4\cdot \dfrac{1}{2} = 20
Somando:
Alternativa C.
Pegadinha: A alternativa B engana quem esquece o termo 2F_1F_2\cos\theta e soma apenas os quadrados, como no caso de forças perpendiculares.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Ausa o sinal negativo na lei dos cossenos (25+16-20=21 seria o resultado correto desse erro; \sqrt{29} vem de outra conta equivocada), tratando 60^\circ como ângulo interno do triângulo.
- Bignora o termo do ângulo, ou seja, calcula só 25+16=41, como se as forças fossem perpendiculares.
- Dusa \cos 60^\circ errado (por exemplo, \sqrt3/2 aproximado), resultando em valor maior que o correto; não corresponde a 25+16+20.
Assunto: Leis de Newton e aplicações.
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Fonte: EEAR 2017 · CFS. Prova oficial ↗