Questõessobre Estática - Momento da Força/Equilíbrio e Alavancas

Se, para algum instante , então o joão- bobo estará na posição de equilíbrio em tal instante.

Para o brinquedo funcionar como um joão-bobo, é necessário que seu centro de massa esteja localizado em um ponto efetivamente ocupado por partes do brinquedo, uma vez que o centro de massa de um corpo não pode estar localizado em regiões do espaço não ocupadas pelo corpo.

Se o centro de massa de um joão-bobo encontra-se a uma altura h do chão e uma força F é aplicada a uma altura H do centro de massa, então o joão-bobo irá inclinar-se sem deslizar, caso o coeficiente de atrito entre ele e o chão seja maior ou igual a , em que m é a massa do joão-bobo e g é a aceleração da gravidade.

Se uma força aplicada a uma altura H do joão-bobo faz que ele gire sem deslizar e sem se deformar em torno de seu centro de massa, então a velocidade angular do ponto mais alto é igual à velocidade angular do ponto mais baixo do joão-bobo, qualquer que seja a posição do centro de massa.

Nos dois modelos, são iguais os instantes da posição de equilíbrio.

O movimento oscilatório do joão-bobo chega ao fim após o brinquedo ser retirado do estado de equilíbrio, dado que o centro de sua massa produz um torque, que se torna tão menor quanto menor for o ângulo de inclinação.

Deseja- se construir um móbile simples, com fios de sustentação, hastes e pesinhos de chumbo. Os fios e as hastes têm peso desprezível. A configuração está demonstrada na figura abaixo.



O pesinho de chumbo quadrado tem massa 30 g, e os pesinhos triangulares têm massa 10 g.

Para que a haste maior possa ficar horizontal, qual deve ser a distância horizontal x, em centímetros?

Um estudante de Ensino Médio resolveu montar um experimento para melhor compreender os tipos de equilíbrio, que tinha estudado em sua aula de física. Utilizando dois garfos, uma rolha, um prego e uma garrafa, construiu a estrutura, representada na figura abaixo:



Sendo PS o ponto de sustentação e CG o centro de gravidade da estrutura, o estudante concluiu que

Sabe-se que o balde, com seu conteúdo, tem peso 50N, e que o ângulo formado entre as partes da corda no ponto de suspensão é 60o . A corda pode ser conside- rada como ideal (inextensível e de massa desprezí- vel). Quando o balde está suspenso no ar, em equilí- brio, a força exercida por um operário, medida em newtons, vale:

O gráfico abaixo representa a força F exercida pela musculatura eretora sobre a coluna vertebral, ao se levantar um peso, em função do ângulo I, entre a direção da coluna e a horizontal. Ao se levantar pesos com postura incorreta, essa força pode se tornar muito grande, causando dores lombares e problemas na coluna.





Com base nas informações dadas e no gráfico acima, foram feitas as seguintes afirmações:


I. Quanto menor o valor de Φ, maior o peso que se consegue levantar.


II. Para evitar problemas na coluna, um halterofilista deve procurar levantar pesos adotando postura corporal cujo ângulo Φ seja grande.


III. Quanto maior o valor de Φ, menor a tensão na musculatura eretora ao se levantar um peso.


Está correto apenas o que se afirma em

A plataforma de um andaime é construída com uma tábua quadrada uniforme de 60 kg e 5 m de lado. Essa plataforma repousa sobre dois apoios em lados opostos. Um pintor de 70 kg está em pé no andaime a 2 m de um dos apoios. Considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m/s² . Assim, a força exercida pelos apoios sobre a plataforma, em N, é

Uma régua apoiada numa superfície horizontal pode girar sobre a mesma vinculada a um pino localizado na marca de 80cm. Uma força horizontal está sendo aplicada perpendicularmente à régua na marca de 0cm, como é mostrado na fgura a seguir.





Supondo-se que quaisquer forças dissipativas pos- sam ser desprezadas, a força horizontal que deve ser aplicada na marca de 100cm para evitar que a régua gire em torno do pino deve ter

O mecanismo que permite articular uma porta (de um móvel ou de acesso) é a dobradiça. Normalmente, são necessárias duas ou mais dobradiças para que a porta seja fixada no móvel ou no portal, permanecendo em equilíbrio e podendo ser articulada com facilidade.

No plano, o diagrama vetorial das forças que as dobradiças exercem na porta está representado em

Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro.



Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s², a densidade da água do lago, em g/cm ³, é

Nesse brinquedo, observa-se a seguinte seqüência de transformações de energia: