Questões Comentadas: Equilíbrio de Corpos Extensos

Leia o resumo “Como ocorre o equilíbrio de corpos extensos?” e resolva os exercícios abaixo.

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 F_m= 5 N, atuando a uma distância 2 m das dobradiças (eixo de rotação), e que o homem exerça uma força F_h = 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

Resolução passo-a-passo:

Quando o garoto se pendura na parte contrária às dobradiças, ele faz com que a força aumente. Lembrando que torque, que é o agente responsável por girar a porta para quebrar as dobradiças, depende da força e da distância de aplicação ao ponto fixo, podemos perceber que quando aumentamos a força o torque, para girar a porta no sentido horário, também aumenta. Assim, fica mais provável que a dobradiça de cima se solte primeiro.

2. 80 N

Resolução passo-a-passo:

Para conseguir desatarraxar a porca, só com a chave de 15cm:

Então, quando colocarmos uma chave maior, de 75 cm, o momento angular tem que ser o mesmo para que consigamos girar a porca igualmente:

3. B

Resolução passo-a-passo:

Temos que comparar os Momentos angulares do homem e do menino:

Homem:

Menino:

Assim, podemos perceber que o menino irá conseguir girar a porta no sentido que está empurrando, no sentido de ser aberta.

4. D

Resolução passo-a-passo:

I – Correto.

II- Correto. Dentro da água o corpo E fica mais leve devido ao empuxo, vertical e para cima, e fora da água ele tenderá a descer, fazendo a barra girar em torno de C no sentido horário

III- Errado. Diz o contrário de II que está correta.

IV- Errado. Se mudamos a força que E faz sobre a barra, então mudaremos o momento desta barra, fazendo assim a barra rotacionar para algum lado necessariamente.

5. A

Resolução passo-a-passo:

Lembrando que momento só é contado da força que atua PERPENDICULAR à distância. A única força que não precisa ser decomposta no sentido de girar a barra no sentido horário é F_2.