Saiba o que é momento de uma força e como ocorre o equilíbrio de corpos extensos e prepare-se para arrasar na sua prova de Física do vestibular!
Antes de falarmos sobre equilíbrio de corpos extensos, temos que definir algumas coisas, por exemplo, momento de uma força.
O que é momento de uma força?
Toda vez que uma força tem o poder de provocar uma rotação em um corpo, associamos ela a uma grandeza física chamada de Momento de uma força ou Torque. Momento de uma força é o produto da força pela distância do ponto onde a força foi aplicada até o eixo de rotação, chamado também de braço de alavanca.
Momento de uma força é uma grandeza vetorial, logo, possui módulo, direção e sentido. Sua unidade no SI é [Ns].
Equilíbrio dos corpos extensos
Corpo extenso é qualquer corpo que possui a capacidade de girar em torno do seu próprio eixo.
Um corpo extenso está em equilíbrio quando ao mesmo tempo se encontra em equilíbrio de rotação e translação. Para isso acontecer, o somatório de forças capaz de transladar o corpo e/ou rotacionar o corpo tem que ser nulo.
Exemplo ilustrativo
A barra OP, uniforme, cujo peso é 1,0 . 10² N, pode girar livremente em torno de O. Ela sustenta, na extremidade P, um corpo de peso 2,0 . 10² N. A barra é mantida em equilíbrio, em posição horizontal, pelo fio de sustentação PQ. Qual é o valor da força de tração no fio?
Resolução
Exercícios
1. (ENEM-MEC) Um portão está fixo em um muro por duas dobradiças A e B, conforme mostra a figura, sendo P o peso do portão.
Caso um garoto se dependure no portão pela extremidade livre, e supondo que as reações máximas suportadas pelas dobradiças sejam iguais;
a) é mais provável que a dobradiça A arrebente primeiro que a B
b) é mais provável que a dobradiça B arrebente primeiro que a A
c) seguramente as dobradiças A e B arrebentarão simultaneamente.
d) nenhuma delas sofrerá qualquer esforço.
e) o portão quebraria ao meio, ou nada sofreria.
2. (UFPE-PE) A figura representa a força aplicada na vertical, sobre uma chave de boca, por um motorista de caminhão tentando desatarraxar uma das porcas que fixa uma roda. O ponto de aplicação da força dista 15 cm do centro da porca e o módulo da força máxima aplicada é F = 400 N. Nesta situação, suponha que o motorista está próximo de conseguir desatarraxar a porca.
Em seguida, o motorista acopla uma extensão à chave de boca, de forma que o novo ponto de aplicação da força dista 75 cm do centro da porca. Calcule o novo valor do módulo da força, F’, em newtons, necessário para que o motorista novamente esteja próximo de desatarraxar a porca.
3. (UFRRJ-RJ) Na figura abaixo, suponha que o menino esteja empurrando a porta com uma força Fm= 5 N, atuando a uma distância 2 m das dobradiças (eixo de rotação), e que o homem exerça uma força Fh= 80 N, a uma distância de 10 cm do eixo de rotação.
Nestas condições, pode-se afirmar que:
a) a porta estaria girando no sentido de ser fechada.
b) a porta estaria girando no sentido de ser aberta.
c) a porta não gira em nenhum sentido.
d) o valor do momento aplicado à porta pelo homem é maior que o valor do momento aplicado pelo menino.
e) a porta estaria girando no sentido de ser fechada, pois a massa do homem é maior que a massa do menino.
4. (PUC-PR) A barra AB, homogênea de peso P, pode girar em torno da articulação em C. Ela é mantida em equilíbrio pelos corpos D e E de massas e volumes diferentes. O corpo E está totalmente imerso na água, figura 1.
Considere as proposições.
I -Se a barra está em equilíbrio, podemos afirmar que o momento das forças atuantes sobre a barra em relação ao ponto C é nulo.
II- Se o corpo E for retirado da água, figura 2, o equilíbrio será desfeito, e a barra girará em torno de C, no sentido horário.
III- Se o corpo E for retirado da água, figura 2, o equilíbrio será desfeito, e a barra girará em torno de C, no sentido anti-horário.
IV- Se o corpo E for retirado da água, figura 2, não será alterado o equilíbrio da barra.
Está correta ou estão corretas:
a) Somente I.
b) Somente II .
c) I e III.
d) I e II .
e) Somente IV.
5. (UFV-MG) Uma pessoa pretende utilizar um pé de cabra para arrancar um prego. Dos cinco vetores representados na figura, o que corresponde à menor força necessária à tarefa é:
a) F2
b) F1
c) F3
d) F4
e) F5
Gabarito
1. A
2. 80 N
3. B
4. D
5. A
Colaboração: Arthur Vieira
