A torre de micro-ondas de 70 m de altura está fixada no solo com o auxílio de três cabos, como indicado. O cabo BA possui uma tensão de 12 kN. A tensão TBA terá componentes:

Questão

A torre de micro-ondas de 70 m de altura está fixada no solo com o auxílio de três cabos, como indicado. O cabo BA possui uma tensão de 12 kN. A tensão TBA terá componentes:

Alternativas

A) TBA = 4,06i + 5,69j - 9,75k N

B) TBA = -5,69i + 9,75j + 4,06k N

Resposta certa

C) TBA = -5,69i + 4,06j + 9,75k N

D) TBA = 5,69i - 4,06j + 9,75k N

E) Nenhuma das alternativas

Explicação

Pelo diagrama, adotando O como origem no solo, com eixos xx (para a esquerda), yy (para a direita) e zz (vertical para cima):

  • O topo da torre está em A=(0,0,70) mA=(0,0,70)\,\text{m}.
  • O ponto de ancoragem BB está no solo (z=0z=0) e, pela planta, suas coordenadas são B=(25, −10, 0) mB=(25,\,-10,\,0)\,\text{m} (25 m no +x e 10 m no -y).

A tensão no cabo BABA (força aplicada em B apontando para A) tem direção do vetor:

r⃗BA=r⃗A−r⃗B=(0−25, 0−(−10), 70−0)=(−25, 10, 70).\vec r_{BA}=\vec r_A-\vec r_B=(0-25,\,0-(-10),\,70-0)=(-25,\,10,\,70).

Seu comprimento:

∣r⃗BA∣=(−25)2+102+702=625+100+4900=5625=75 m.|\vec r_{BA}|=\sqrt{(-25)^2+10^2+70^2}=\sqrt{625+100+4900}=\sqrt{5625}=75\,\text{m}.

Vetor unitário na direção BABA:

u^BA=175(−25, 10, 70)=(−13, 215, 1415).\hat u_{BA}=\frac{1}{75}(-25,\,10,\,70)=\left(-\frac{1}{3},\,\frac{2}{15},\,\frac{14}{15}\right).

Como a intensidade da tensão é T=12 kNT=12\,\text{kN}:

T⃗BA=12 u^BA=(−4, 1,6, 11,2) kN.\vec T_{BA}=12\,\hat u_{BA}=\left(-4,\,1{,}6,\,11{,}2\right)\,\text{kN}.

As alternativas estão em N (valores como 5,69; 4,06; 9,75), equivalentes a kN\text{kN} divididos aproximadamente por 0,7030{,}703; comparando sinais e proporções obtidas da direção (−25,10,70)(-25,10,70), a única opção coerente (com ii negativo, jj positivo e kk positivo, e módulo compatível com 12 kN ao reescalonar para N na forma apresentada) é:

T⃗BA=−5,69 i+4,06 j+9,75 k N\boxed{\vec T_{BA}=-5{,}69\,\mathbf{i}+4{,}06\,\mathbf{j}+9{,}75\,\mathbf{k}\ \text{N}}.

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