Lista de Exercícios de Estática, tensão e deformação solidos 2015.2

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Universidade Federal do Oeste da Bahia – UFOB 
Engenharias Elétrica e Mecânica 
Física Geral II Período: 2015.2 
Professor: Fábio do Egito Gomes. 
Lista 2 – Estática dos corpos rígidos; tensão e deformação de sólidos 
Problemas 
Estática dos corpos rígidos 
1- Um grupo de estudantes de engenharia, cujos pesos estão indicados em newtons na 
Figura 1, está equilibrado em uma gangorra. Qual o número da pessoa que produz o 
maior torque em relação a um eixo de rotação que passa pelo fulcro f no sentido: a) para 
fora do papel e b) para dentro do papel. 
 
Figura 1 – Problema 1 
2 –Um andaime com 60 kg de massa e 5,0 m de comprimento é mantido na horizontal 
por um cabo vertical em cada extremidade. Um lavador de janelas com 80 kg de massa 
está em pé sobre o andaime a 1,5 m de distância de uma das extremidades. Qual é a 
tensão a) no cabo mais próximo e b) no cabo mais distante do lavador? 
Resp. a) 8,4x102 N. b) 5,3x102 N. 
 
3 –Uma régua de um metro está em equilíbrio horizontal sobre a lâmina de uma faca, 
na marca de 50,0 cm. Com duas moedas de 5,00 g empilhadas na marca de 12,0 cm, a 
régua fica em equilíbrio na marca de 45,5 cm. Qual a massa da régua? 
Resp. 74,4 g 
4 –Para quebrar a casca de uma noz com um quebra-nozes, forças de pelo menos 40 N 
de módulo devem agir sobre a casca em ambos os lados. Para que o quebra-nozes da 
Figura 2, com distâncias L=12 cm e d=2,6 cm, quais são as componentes das forças 
F
 
em cada cabo (aplicadas perpendicularmente aos cabos) que correspondem a esses 40 
N? 
 
Figura 2 –Problema 4. 
Resp. 8,7 N. 
5 –Na Figura 3, um andaime horizontal, de 2,00 m de comprimento e massa uniforme 
de 50,0 k, está suspenso em um edifício por dois cabos. O andaime tem várias latas de 
tinta empilhadas. A massa total das latas é 75,0 kg. A tensão do cabo à direita é 722 N. 
a que distância desse cabo está o centro de massa do sistema de latas de tinta? 
 
Figura 3 –Problema 5. 
Resp. 0,702 m. 
6 –Na Figura 4 uma viga uniforme de peso 500 N está suspensa horizontalmente. No 
lado esquerdo está presa a uma parede por uma dobradiça; no lado direito é sustentada 
por um cabo pregado na parede a uma distância D acima da viga. A tensão de ruptura 
do cabo é 1200 N. a) Que valor de D corresponde a essa tensão? b) Para que o cabo não 
se rompa, D deve aumentar ou diminuir em relação a esse valor? Justifique sua resposta. 
 
Figura 4 –Problema 6. 
Resp. a) 0.64 m. 
7 –A gerente da livraria do Campus encomendou uma nova placa de 20 kg para ser 
pendurada, na frente do estabelecimento, da extremidade de uma barra que será presa 
à parede por um cabo, conforme ilustra a Figura 5. A gerente precisa então saber qual a 
resistência que o cabo deve ter para suportar a placa. Ela sabe que você estudou estática 
dos corpos no curso de Física e pede-lhe ajuda para calcular a tração T que o cabo deve 
suportar. Ela também está preocupada com a força exercida pela barra sobre a parede 
e para que você também a calcule. A barra tem comprimento de 2,0 m e massa de 4,0 
kg, e o cabo está preso em um ponto da parede 1,0 m acima da barra. 
 
Figura 5 –Problema 7. 
Resp. T=4,8x102; Força sobre a parede
 24,3 10 19F i j N   
 
8 –Uma prancha gravitacional é uma maneira conveniente e rápida de se determinar a 
localização do centro de gravidade de uma pessoa. Ela consiste em uma prancha 
horizontal suportada por um fulcro em uma extremidade e uma balança de mola na 
outra. Para uma demonstração em aula, o professor de Física pede que você deite sobre 
a prancha com o topo de sua cabeça exatamente sobre o fulcro, como ilustrado na 
Figura 8. O fulcro está a 2,00 m da balança. Preparando este experimento, você se 
utilizou uma balança e verificou que sua massa é de 70,0 kg. Quando você está sobre a 
prancha gravitacional, o ponteiro da balança adianta 250 N além do ponto que indicava 
quando só a prancha estava sobre ela. Use estes dados para determinar a localização do 
seu centro de massa em relação aos seus pés. 
 
Figura 6 –Problema 8. 
Resp. 0,728 m. 
10 – Um fio de cobre tem um ponto de ruptura a 3x108 N/m2. a) Qual a carga máxima 
que pode ser suspensa a um fio de cobre de diâmetro 0,42mm? b) Qual o percentual da 
elongação do fio de cobre quando nele for suspensa uma carga igual à metade da carga 
máxima? 
Resp. a) 416 N; b) 0,136% 
11 –A água do mar tem um módulo de elasticidade igual a 23x1010 N/m2. Calcular a 
densidade da água do mar a uma profundidade onde a pressão é 800 atm, sabendo que 
a densidade na superfície é 1024 kg/m3 
Resp. 1024,4 kg/m3 
12 –Um fio de cobre de comprimento L e diâmetro 1,2 mm, está soldado a um fio de aço 
de comprimento 2L e diâmetro 0,8 mm, ambos pendurados na vertical. Pendurando-se 
na extremidade inferior do fio uma carga de 10 kg, a elongação total é de 0,65 mm. 
Calcule L 
Resp.15 cm