EsPCEx 2021 - Questão 05 - Equilíbrio de Corpo Extenso

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EQUILÍBRIO DE CORPO EXTENSO 
QUESTÃO 05 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 05. 2021 
 
O desenho abaixo apresenta uma barra metálica ABC em formato de L de 
peso desprezível com dimensões AB = 0,8m e BC = 0,6m articulado em B 
por meio de um pino sem atrito e posicionada a 45o em relação à linha 
horizontal. 
 
Na extremidade A é presa uma esfera homogênea de volume igual a 20 L e 
peso igual a 500 N por meio de um fio ideal tracionado. A esfera está 
totalmente imersa, sem encostar no fundo de um recipiente com água, 
conforme o desenho abaixo. 
 
 
 
O valor do módulo da força F que faz 90o com o lado BC e mantém o sistema 
em equilíbrio estático, como o desenho abaixo é: 
 
Dados: 
 
densidade da água: 1000 kg/m3 
aceleração da gravidade: 10 m/s2 
sen 45o = 2 /2 e cos 45o = 2 /2 
 
a) 200. 2 N 
b) 150. 2 N 
c) 130. 2 N 
d) 80. 2 N 
e) 45. 2 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMENTÁRIO DA QUESTÃO 
 
Analisando o que acontece no fio que sustenta o corpo submerso, temos: 
 
T = P – E 
 
T = 500 – 1.000.20x10-3.10 
 
T = 500 – 200 
 
 
T = 300N 
 
 
Analisando as forças que atuam na barra, temos que: 
 
 
 
 
Para que não haja rotação (equilíbrio de rotação), 
Devemos ter que: 
 
- F . 0,6 + T.0,8.cos 45o = 0 
 
- 0,6.F + 300 . 0,8 . 2 /2 = 0 
 
- 0,6.F + 120. 2 = 0 
 
- 0,6F = -120. 2 
 
F = -120 2 /(-0,6) 
 
 
F = 200 2 N 
 
 
A partir do explicitado acima, temos que o gabarito é a alternativa [a].