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Uma equilibrista de massa M desloca‐se sobre uma tábua uniforme de comprimento L e massa m apoiada (sem fixação) sobre duas colunas separadas por u...

Uma equilibrista de massa M desloca‐se sobre uma tábua uniforme de comprimento L e massa m apoiada (sem fixação) sobre duas colunas separadas por uma distância D (D
a) Considerando que a tábua está em equilíbrio, faça um diagrama indicando todas as forças que atuam sobre a tábua e seus respectivos pontos de aplicação.

b) Calcule o torque resultante exercido pelos pesos da equilibrista e da tábua em relação ao ponto A (ponto de apoio da tábua na coluna mais próxima da equilibrista). Escreva sua resposta em termos de grandezas mencionadas no enunciado (M, L, m, D, d) e da aceleração da gravidade g.

c) Calcule a distância máxima dmax da equilibrista ao centro da tábua para que o conjunto permaneça em equilíbrio estático. Considere os seguintes dados: comprimento da tábua: L = 5 m; massa da tábua: m = 20 kg, massa da equilibrista: M = 60 kg, distância entre as colunas: D = 3 m.

a) O torque resultante exercido pelos pesos da equilibrista e da tábua em relação ao ponto A é igual a (M+m)g(d-L/2).
b) A distância máxima dmax da equilibrista ao centro da tábua para que o conjunto permaneça em equilíbrio estático é 1,5 m.
c) A força resultante exercida pelas colunas sobre a tábua é igual a (M+m)g/2.
a) Apenas a afirmativa I está correta.
b) Apenas a afirmativa II está correta.
c) Apenas a afirmativa III está correta.
d) As afirmativas I e II estão corretas.
e) As afirmativas II e III estão corretas.

Essa pergunta também está no material:

FUVEST 2 FASE DIA 2 - 2019/2020
37 pág.

💡 1 Resposta

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a) Para a tábua estar em equilíbrio, as forças que atuam sobre ela devem estar equilibradas. As forças que atuam sobre a tábua são: a força peso da tábua (Pm), a força peso da equilibrista (PM) e a força normal das colunas (N1 e N2). O diagrama de forças é: N1 N2 | | | | | | PM | | Pm <------|---|------> b) O torque resultante exercido pelos pesos da equilibrista e da tábua em relação ao ponto A é dado por: τ = (PM + Pm) * (L/2 - d) - N1 * (D/2) + N2 * (D/2) Substituindo as expressões para PM, Pm, N1 e N2, temos: τ = (M+m)g(L/2 - d) - (M+m)gD/4 Simplificando, temos: τ = (M+m)g(d - L/2) c) Para que o conjunto permaneça em equilíbrio estático, o torque resultante deve ser igual a zero. Assim, temos: τ = 0 (M+m)g(d - L/2) = 0 d = L/2 Substituindo os valores dados, temos: dmax = 5/2 = 2,5 m Portanto, a alternativa correta é a letra b) Apenas a afirmativa II está correta.

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