Questões de Concurso sobre Momento da Força/Equilíbrio e Alavancas

No estudo da estática, a análise do equilíbrio de um corpo rígido exige que a resultante das forças externas e o torque resultante em relação a qualquer ponto sejam nulos. No entanto, o equilíbrio não garante a estabilidade do sistema. Para que um corpo rígido flutuante permaneça em equilíbrio estável, é necessário que, ao sofrer uma pequena inclinação, o _____________ se localize acima do _____________, gerando um torque restaurador. Além disso, embora possuam as mesmas dimensões físicas, o Sistema Internacional de Unidades recomenda que o torque seja expresso em _____________ e o trabalho, em _____________, visando evitar a confusão entre o caráter vetorial da tendência de rotação e o caráter escalar da transferência de energia.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Uma barra uniforme de massa 1kg está articulada em uma de suas extremidades, podendo girar livremente em um plano vertical. Uma pessoa dispara bolinhas de borracha de massa 0,04kg verticalmente para cima, que colidem elasticamente com o centro de massa da barra à velocidade de 10m/s. Embora a barra realize pequenas oscilações devido aos impactos das bolinhas, a amplitude destas pode ser considerada desprezível. Por isso, assuma que a barra está em equilíbrio na posição exibida na figura.

Nessas condições, o número de bolinhas disparadas por segundo necessário. para manter o equilíbrio da barra é:

Na fase de montagem de uma estrutura metálica em um canteiro de obras de engenharia civil, uma viga de aço homogênea e uniforme, de comprimento L = 6,00 m e massa M = 300 kg, é posicionada horizontalmente sobre dois suportes verticais, P e Q. Para testar o sistema, um técnico coloca sobre a barra um bloco homogêneo de massa m = 100 kg e de comprimento 2,00 m, que é posicionado entre o suporte Q e a extremidade direita da viga, como mostra a Figura a seguir.

Verifica-se que, nessa situação, o sistema se mantém em equilíbrio estático.

A força de interação entre o suporte Q e a barra, em N, vale

Dado

g = 10,0 m/s²

Em máquinas simples, a alavanca interfixa possui o ponto de apoio localizado:

Em um laboratório de automação, uma barra homogênea de massa 2,0 kg e comprimento 1,20 m está disposta horizontalmente e pode girar livremente (sem atrito) em torno de um eixo vertical que passa pelo seu centro.

Um atuador aplica uma força F constante de módulo 3,0 N em um ponto situado a 0,2 m do centro da barra. Durante todo o movimento, a força é mantida sempre perpendicular à barra, de modo que o torque aplicado permanece constante.

Determine o ângulo girado pela barra após $2\sqrt{\frac{\pi }{15}}s$, contado desde o repouso.

A figura ilustra uma barra rígida, homogênea, de peso P_B = 1,0 N e comprimento L = 80 cm, que sustenta na extremidade S um cilindro de peso P_S = 1,0 N e na outra extremidade sustenta outro cilindro de peso P_C = 1,5 N, de volume próprio V_C = 10^-4 m³, imerso em um líquido de massa específica ρ = 103 kg/m³.

Os fios que sustentam os cilindros e mantêm a barra equilibrada têm peso e espessura desprezíveis. Considere g = 10 m/s².

O ponto P, através do qual é possível manter a barra equilibrada na direção horizontal, deve estar localizado a uma distância d, em cm, da extremidade S igual a

Um sistema composto por uma barra rígida de massa M e comprimento L, conectada a um disco de massa m e raio R, é montado conforme a figura a seguir. Ambos os corpos possuem densidade uniforme e estão conectados por um pino liso. A barra está suspensa também por um pino liso, localizado em sua extremidade superior, permitindo que o sistema oscile livremente como um pêndulo físico.

Considere que não há atrito nos eixos de rotação e que o sistema está sujeito à aceleração da gravidade g. sobre o movimento do conjunto e analise as asserções e a relação proposta entre elas.

I - O sistema oscila com um período maior com um pino liso conectando a barra e o disco do que quando esses objetos estão rigidamente conectados,

PORQUE

II - a presença do disco livre na extremidade inferior aumenta o momento de inércia total do sistema em relação ao ponto de suspensão.

A respeito das asserções, é correto afi rmar que

Uma alavanca interfixa, como um tesouro, tem como característica principal a localização:

Em um laboratório de mecânica, um estudante utiliza uma régua homogênea de madeira rígida de 1 metro de comprimento e massa de 200 g para realizar um experimento de equilíbrio. A régua é apoiada em um suporte articulado exatamente na marca de 40 cm. Para manter a régua em equilíbrio na posição horizontal, o estudante dispõe de um bloco de massa M que deve ser pendurado na extremidade mais próxima do apoio. Despreze a espessura da régua e considere-a indeformável.

Nesse caso, o valor da massa M necessária para que o sistema permaneça em equilíbrio estático horizontal é de

A máquina é considerada como sendo todo instrumento capaz de transmitir a ação de forças para vencer resistências e facilitar a realização de um trabalho. Um tipo de máquina é a alavanca que é uma barra rígida que se move em torno de um apoio ou fulcro. Sobre os tipos de alavanca, faça a correlação entre as colunas:

Coluna I

1.Interpotente.

2.Interfixa.

3.Inter-resistente.

Coluna II

a.A potência está entre o apoio e a resistência.

b.A resistência está entre o apoio e a potência.

c.O apoio está entre a potência e a resistência.

Correlacione as colunas I e II, e assinale a alternativa CORRETA.

Uma haste homogênea de comprimento 𝐿 e massa 𝑚 encontra-se em equilíbrio, apoiada contra uma parede vertical por meio de uma articulação fixa no ponto 𝑂 e de uma corda 𝐴𝐵 de massa desprezível que sustenta sua outra extremidade, conforme ilustrado na figura abaixo. A barra faz um ângulo 𝜃 com a direção vertical, enquanto o fio forma um ângulo 𝜙 com a vertical. Considerando a aceleração local da gravidade igual a $\overrightarrow{g}$, assinale a alternativa que expressa corretamente a intensidade da força de tensão no fio.

Um corpo rígido de forma irregular recebe duas forças, F₁ e F₂, aplicadas em pontos diferentes. A força F₁ é dada pelo peso de uma carga de massa 15 kg aplicada a uma distância de 2 metros do ponto de rotação, enquanto a força F₂=200N é aplicada a uma distância de 3 metros do mesmo ponto. Considerando que as forças estão agindo em sentidos opostos e perpendiculares ao braço de alavanca, assinale a alternativa que apresente o torque resultante em relação ao ponto de rotação: (Considere a aceleração gravitacional como g=10 m/s²).

Para resgatar uma vítima, dois bombeiros precisaram entrar pela janela de um apartamento. Para isso, utilizaram o cesto da plataforma giratória do caminhão. Sabe-se que o centro do cesto está localizado a 16,0 m do centro giratório e que essa plataforma tem inclinação de 30º em relação à direção horizontal. Observe o esquema:

Admita que os dois bombeiros e o cesto formam um conjunto com massa de 0,3 tonelada e que apenas a plataforma giratória homogênea tenha massa de 0,6 tonelada.

O torque resultante desse sistema, em N.m, é aproximadamente igual a:

Uma força de 20N é aplicada sobre um disco a uma determinada distância de seu eixo. Sabendo que o torque produzido foi de 110 Nm, a distância da força produzida foi:

Para facilitar o processo de descrição de uma placa metálica homogênea e plana, a superfície foi demarcada por segmentos pontilhados, delimitando 16 quadrados congruentes e três pontos A, B e C, como mostra a figura.

Fonte: FUNCERN, 2025.

Em seguida, a peça foi pendurada com um ponto preso a um fio de nylon esticado na vertical e, em apenas uma situação, ela permaneceu em equilíbrio, disposta em um plano horizontal, localizado

A intensidade da força normal é de 300 N.

A imagem abaixo mostra um casal de amigos brincando em uma gangorra, em que o ponto de apoio não está no seu centro.

Mesmo não sendo uma gangorra tradicional, é possível que haja equilíbrio estático e horizontal, como apresentado no esquema, desde que

Analise a figura abaixo.

A figura acima representa esquematicamente as forças que são aplicadas por dois homens ao transportar uma barra homogênea (de massa m e comprimento L) ao longo de uma escada inclinada (paralela a ela), fazendo um ângulo θ com a horizontal. Sendo F₁ e F₂ as forças exercidas pelos homens que estão, respectivamente, na parte mais alta e mais baixa da escada, e a e B os ângulos formados por essas forças, respectivamente, com a vertical, coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas sentenças abaixo, referentes às condições de equilíbrio durante o transporte, e assinale a opção correta.

() Se α = β e F₁ = F₂ a barra estará em equilíbrio rotacional em relação ao centro de massa da barra, qualquer que seja o valor de α e F₁.

( ) Se F₁ = F₂, a barra estará em equilíbrio translacional em relação ao solo mesmo se os ângulos a e B forem diferentes, quaisquer que sejam os valores de α e β.

() Se α = β = 0 e F₁ = F₂=mg², a barra estará em equilíbrio rotacional em relação ao centro de massa da barra e estará em equilíbrio translacional em relação ao solo.

Um halter de academia está apoiado em um suporte que tem L = 3 m de comprimento e que contém dois pontos de apoio, A e B. A massa da barra horizontal do suporte é de 15 kg e está distribuída uniformemente. A distância D₁ do halter até o apoio A é de 0,5 m. Use g = 10 m/s² .

A massa máxima do halter que deve ser colocada na extremidade do suporte para que ele não se desequilibre é de até

A distância D deve ser um terço do comprimento L da barra.