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O paralelepípedo reto e homogêneo de massa 97.000 kg, altura H = 4,5 m, e base quadrada de lado L = 2,8 m, apoia-se em superfície horizontal, com coeficiente de atrito μ = 0,32 entre as faces em contato. O paralelepípedo é acionado por força horizontal F, com linha de ação distante h = 3,6 m do piso. Adotar g = 10 m/s2. A maior força F que pode ser aplicada no paralelepípedo sem que ele tombe, expressa em kN, é aproximadamente:

A) 310
B) 1117
C) 1746
D) 488
E) 970
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Exercícios Para o Conhecimento

há 9 meses

Respostas

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há 9 meses

Para resolver a questão, precisamos analisar as forças e momentos envolvidos no paralelepípedo. 1. Cálculo do peso do paralelepípedo (P): \[ P = m \cdot g = 97.000 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 970.000 \, \text{N} = 970 \, \text{kN} \] 2. Cálculo do momento gerado pelo peso (M_P): O momento gerado pelo peso em relação ao ponto de apoio (base do paralelepípedo) é: \[ M_P = P \cdot \frac{L}{2} = 970.000 \, \text{N} \cdot \frac{2,8 \, \text{m}}{2} = 970.000 \, \text{N} \cdot 1,4 \, \text{m} = 1.358.000 \, \text{N.m} \] 3. Cálculo do momento gerado pela força (M_F): A força F gera um momento em relação ao ponto de apoio: \[ M_F = F \cdot h = F \cdot 3,6 \, \text{m} \] 4. Condição de equilíbrio para não tombar: Para que o paralelepípedo não tombe, o momento gerado pela força F deve ser menor ou igual ao momento gerado pelo peso: \[ M_F \leq M_P \] \[ F \cdot 3,6 \leq 1.358.000 \] \[ F \leq \frac{1.358.000}{3,6} \approx 376.111 \, \text{N} \] 5. Conversão para kN: \[ F \leq 376,111 \, \text{N} \approx 376,1 \, \text{kN} \] Agora, precisamos considerar a força de atrito máxima que pode ser aplicada antes de ocorrer o deslizamento. A força de atrito máxima (F_atrito) é dada por: \[ F_{atrito} = \mu \cdot P = 0,32 \cdot 970.000 \, \text{N} = 310.400 \, \text{N} \approx 310,4 \, \text{kN} \] 6. Comparação das forças: A força F que pode ser aplicada sem tombar é de aproximadamente 376,1 kN, mas a força de atrito máxima é de 310,4 kN. Portanto, a força que pode ser aplicada sem que o paralelepípedo tombe ou deslize é a força de atrito máxima. Assim, a maior força F que pode ser aplicada no paralelepípedo sem que ele tombe, expressa em kN, é aproximadamente: A) 310.

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