Determine o componente horizontal da força exercida em B pelo pino D. Sabendo-se que os discos são uniformes A e B, cada um com massa de 4 kg, estão ligados por uma haste CD de 2 kg como mostrado na figura. Os discos rolam sem deslizar e é aplicado um momento M de 3,5 N.m em sentido anti-horário no disco A
alternativas
A.
a) Dx = 6,78 N ←.
B.
b) Dx = 4,96 N →.
C.
c) Dx = 3,54 N →.
D.
d) Dx = 5,32 N ←.
E.
e) Dx = 2,87 N →.
Para determinar o componente horizontal da força exercida em B pelo pino D, podemos utilizar a equação de Newton para rotação: Στ = Iα Onde Στ é o torque resultante, I é o momento de inércia e α é a aceleração angular. Considerando que os discos rolam sem deslizar, podemos utilizar a relação entre a aceleração linear e a aceleração angular: a = Rα Onde R é o raio do disco. Podemos calcular o torque resultante em relação ao centro de massa dos discos: Στ = τD - τM Onde τD é o torque exercido pelo pino D e τM é o torque resultante do momento aplicado no disco A. Podemos calcular o momento de inércia dos discos em relação ao centro de massa: I = (1/2)MR² Onde M é a massa do disco e R é o raio do disco. Podemos calcular o torque exercido pelo pino D: τD = FxD Onde Fx é a componente horizontal da força exercida pelo pino D em B. Podemos calcular o torque resultante do momento aplicado no disco A: τM = M Onde M é o momento aplicado no disco A. Substituindo as equações acima na equação de Newton para rotação, temos: FxR - M = (1/2)(2R)(4)(a/R)R² Simplificando, temos: Fx = (3/2)Ma Substituindo os valores dados, temos: M = 3,5 N.m M = 4 kg R = 0,2 m Podemos calcular a aceleração linear dos discos: a = M/Mtotal * g Onde Mtotal é a massa total dos discos e g é a aceleração da gravidade. Substituindo os valores dados, temos: Mtotal = 4 kg + 4 kg + 2 kg = 10 kg g = 9,8 m/s² a = (4/10) * 9,8 = 3,92 m/s² Substituindo a aceleração linear na equação para Fx, temos: Fx = (3/2) * 4 * 3,92 = 23,52 N Portanto, a alternativa correta é: A) Dx = 6,78 N ←.
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