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395 C a p ít u lo 1 8 • S is te m a d e f o rç a s a p lic a d a s a u m p o n to m at e ri a l. Eq u ilí b ri o d o p o n to m at e ri a l 395 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . T. 377 (Uerj) Em uma sessão de fisioterapia, a perna de um paciente acidentado é submetida a uma força de tração que depende do ângulo a, como indica a figura. O ângulo a varia deslocando-se a roldana R sobre a horizontal. Se, para um mesmo peso P, o fisioterapeuta muda a de 60° para 45°, o valor da tração na perna fica multiplicado por: a) dll 3 b) dll 2 c) dll 3 ___ 2 d) dll 2 ___ 2 T. 378 (Mackenzie-SP) No sistema a seguir, o peso P está preso ao fio AB por uma argola. Despreze os atritos. Levando a extremidade A do fio ao encontro da extremidade B, a intensidade da tração no fio OA é sempre igual à do fio OB e varia com o ângulo J conforme o gráfico dado. T. 379 Um corpo de massa M é pendurado de cinco manei- ras diferentes numa corda que tem suas duas extre- midades fixas, como mostram as figuras a seguir. (KING, A. R. e REGEV, O. Physics with answers. Cambridge, Cambridge University Press, 1997.) O peso P vale: a) 150 N c) 80 N e) 10 N b) 100 N d) 50 N Dados: BA O θ θ P 100 50 0 30° 60° 90° θ T (N) A maior força na corda ocorre em: a) I b) II c) III d) IV e) V M (I) M (II) M (III) M (IV) M (V) sen 45w dll 2 ___ 2 ; sen 60° dll 3 ___ 2 α α R P V1_P3_UN_G_CAP_18.indd 395 31.07.09 16:33:14 Capítulo Para compreender como corpos extensos se mantêm em equilíbrio, usamos os conceitos de momento de uma força e de centro de gravidade. Esses conceitos são aplicados em diversas áreas, como na engenharia (em edificações) e nas artes (em acrobacias de equilibristas circenses, na construção de móbiles etc.). 19.1 Momento de uma força em relação a um ponto A eficiência de uma força em produzir rotação é medida pela grandeza momento da força ou torque. 19.2 Equilíbrio dos corpos extensos Duas condições devem ser consideradas no estudo do equilíbrio de um corpo extenso: equilíbrio de translação e equilíbrio na rotação. Equilíbrio dos corpos extensos19 UNIDADE G Para que um sistema em equilíbrio não tombe, a reta imaginária ver- tical traçada pelo seu centro de gravi- dade deve passar pela base de apoio – no caso, a área definida pelos pés do acrobata que está em contato com o solo e pelo espaço entre eles. O acrobata está em equilíbrio: as forças que agem nele têm resultante nula e momento nulo. 398 U n id a d e G • Es tá ti ca . H id ro st át ic a . H id ro d in â m ic a 398 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Objetivos Conceituar momento de uma força. Classificar o momento da força como positivo ou negativo. Analisar o momento e a resultante de um binário. Apresentar a unidade de momento de uma força no Sistema Internacional de Unidades. Termos e conceitos • torque • polo • braço • binário Seção 19.1 Momento de uma força em relação a um ponto Chama-se momento* de uma força F aplicada num ponto P, em rela- ção a um ponto O, o produto da intensidade F da força pela distância d do ponto O à linha de ação da força (fig. 1): MO 5 ! Fd Por convenção, o momento pode ser positivo ou negativo. Adota-se o sinal (1) se a força F tende a girar o segmento OP em torno de O no sentido anti-horário, e () no sentido horário. O ponto O é denominado polo, e a distância d, braço. A unidade de momento no Sistema Internacional de Unidades (SI) é newton # metro (N 3 m). F P O d Linha de ação de F Figura 1. A linha de ação da força F é a reta que passa pelo ponto P e tem a direção de F. Aumentando o braço da força aplicada na chave de roda, fica mais fácil a remoção dos parafusos para a troca do pneu. A tarefa do encanador ficaria facilitada caso ele segurasse a chave grifo mais distante do ponto de rotação. * O momento de uma força em relação a um ponto, também denominado torque, é uma grandeza vetorial. No nosso curso, por serem as forças coplanares (pertencentes ao mesmo plano), definimos apenas a intensidade e fizemos uma convenção de sinais. exercícios resolvidos exercício proposto V1_P3_UN_G_CAP_19A.indd 398 31.07.09 17:00:39 Parte III UNIDADE G 19. Equilíbrio dos corpos extensos