Um reboque com uma lancha, de massa total 500 kg, é engatado a um jipe, de massa 2000 kg, sobre um terreno plano e horizontal, como representado na figura 1.
Em seguida, o motorista aciona o motor do jipe, que passa a aplicar uma força constante sobre o conjunto jipe-reboque-lancha, acelerando-o sobre o terreno plano.
a) Sabendo que a força aplicada pelo motor do jipe ao conjunto jipe-reboque-lancha tem intensidade 5000 N, e desprezando eventuais atritos em engrenagens e eixos, determine a intensidade da força de tração no ponto de engate do reboque ao jipe, considerando o momento em que o jipe inicia seu movimento.
b) Preparando-se para levar a lancha à água, o motorista estaciona o conjunto jipe-reboque-lancha em posição de marcha à ré sobre uma rampa plana e inclinada de um ângulo θ em relação à horizontal, conforme figura 2.
Desenhe, na figura presente no campo de Resolução e Resposta, os vetores que representam as forças que atuam sobre o conjunto jipe-reboque-lancha estacionado na rampa, nomeando cada uma dessas forças e considerando o conjunto como um corpo único. Em seguida, determine a intensidade da força de atrito que mantém o conjunto em repouso. Utilize g = 10 m/s2, sen θ = 0,6 ou cos θ = 0,8.
a) De acordo com o enunciado, a força aplicada pelo motor no conjunto jipe-reboque-lancha é 5000 N. Sendo essa força a resultante no conjunto, tem-se:
Escolhendo o reboque e a lancha como sistema a ser estudado, a tração (T) aplicada pelo jipe no engate é a sua resultante. Assim:
Essa também é a intensidade da força de tração aplicada pelo reboque no jipe, por se tratar de um par ação e reação.
b) Admitindo o conjunto jipe-reboque-lancha como um único corpo, as forças (linhas cheias) que lhe são aplicadas e suas componentes pertinentes ao estudo da situação proposta (linhas tracejadas) são:
Sendo:
: Força de contato;
: Força peso;
: Componente atrito da força de contato;
: Componente normal da força de contato;
: Componente do peso na direção do eixo x;
: Componente do peso na direção do eixo y;
A intensidade das componentes x e y do peso pode assim ser obtida:
Para que o conjunto permaneça em repouso: