Fundamentos de Física. Gravitação, Ondas e Termodinâmica-Volume 2
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Exercícios resolvidos: Fundamentos de Física. Gravitação, Ondas e Termodinâmica-Volume 2

David HallidayIBSN: 9788521619048

Elaborado por professores e especialistas

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Passo 1 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Inicialmente, é importante definir que em todas as situações apresentadas, existem três forças/reações principais a serem consideradas:

1 - A força-peso da barra atuando sobre a barra em seu centro de massa e sempre apontando para baixo.

2 – A tração exercida pela corda sobre a barra, atuando na direção em que se encontra a corda e no sentido contrário a extremidade direita da barra.

3 – As reações de apoio exercidas pela dobradiça de forma a manter a extremidade esquerda da barra presa à parede nas direções horizontal e vertical.

Passo 2 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Em uma situação estática tal como demonstrada no enunciado, temos que:

Passo 3 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

a) Como a dobradiça não exerce qualquer influencia sobre a rotação da barra em torno do eixo z, temos que todo o momento exercido pela força-peso sobre a barra em torno da dobradiça é compensado pela força na direção vertical exercida pela corda.

O valor desta força é constante em todas as situações de forma a compensar a força-peso constante aplicada em uma posição constante da barra. Entretanto, nas situações (1) e (3), este valor é correspondente a somente uma componente vertical da tração exercida pela corda sobre a barra, enquanto que na situação (2) este valor corresponde ao módulo da tração exercida pela corda sobre a barra.

Observa-se também que as duas cordas estão presas de forma a formarem o mesmo ângulo com a vertical, de tal forma que a composição da tração por meio desta componente vertical irá resultar em uma mesma tração aplicada a corda em ambos os casos, com sentidos diferentes.

Assim, nestes dois casos, como a componente vertical possui valor menor do que a soma vetorial das componentes que compõem a tração, podemos concluir que nas situações (1) e (3) a corda exerce forças de mesma intensidade sobre a barra, cuja intensidade é maior do que na situação (2).

Passo 4 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

b) Como sabemos que a componente vertical da força exercida pela corda sobre a barra deve ser sempre a mesma para que a somatória dos momentos em torno da dobradiça seja sempre igual a zero, podemos concluir que a força vertical que a dobradiça exerce sobre a barra é sempre a mesma, de forma a garantir que a somatória de forças na direção vertical ao longo da barra seja sempre igual a zero.

Assim, temos que nas situações (1), (2) e (3), o módulo da força vertical que a dobradiça exerce sobre a barra é sempre a mesma.

Passo 5 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

c) Como sabemos dos exemplos anteriores que a componente vertical da tração exercida pela corda é sempre a mesma e que a única força aplicada na direção horizontal sobre a barra é igual ao módulo desta força multiplicado pela tangente do ângulo que esta corda forma com a vertical, podemos afirmar que a reação horizontal exercida pela dobradiça sobre a barra é sempre igual a esta força, na mesma direção e sentido contrário.

Assim, nas situações (1) e (3), observa-se que estas forças possuem o mesmo módulo, mas são aplicadas na mesma direção e em sentidos diferentes, enquanto que na situação (2), como o ângulo formado com a vertical é igual a zero, a tangente deste ângulo também será igual a zero e o módulo da reação horizontal que a dobradiça aplica sobre a barra também é igual a zero.

Depoimentos de estudantes que já assinaram o Exercícios Resolvidos

Nathalia Nascimento fez um comentárioCEFET/RJ • Engenharia
Foi um apoio àquelas aulas que não acabam totalmente com as dúvidas ou mesmo naquele momento de aprender o conteúdo sozinha. Além disso, dispensou a necessidade de um orientador e por isso, permitiu que eu estudasse em qualquer local e hora.
Valdivam Cardozo fez um comentárioUFRB • Engenharia
Tive uma sensação maior de autonomia nos estudos, as vezes era frustante não conseguir resolver uma determinada questão e nem sempre os professores corrigem as listas que passam.