Desenhe o diagrama de corpo livre da caçamba
do caminhão, que tem peso de
e centro de gravidade em G. A caçamba é apoiada por um pino em
e por um cilindro hidráulico
conectado por pino (haste curta). Explique o significado de cada força no diagrama.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos que desenhar o diagrama de corpo livre da caçamba
de um caminhão. A caçamba tem um peso de
e o seu centro de gravidade está no ponto
. Ela está apoiada por um pino em
e por um cilindro hidráulico
que está conectado por um pino em uma haste curta. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de diagrama de corpo livre e as forças que atuam em um objeto estático.
Passo 2
Vamos começar desenhando a caçamba
como um corpo isolado. No diagrama de corpo livre, representamos todas as forças que atuam sobre a caçamba. A primeira força é o peso da caçamba, que é
, agindo para baixo no centro de gravidade
. O peso é uma força que resulta da gravidade e representa a atração da Terra sobre a caçamba.
Passo 3
Em seguida, a caçamba está apoiada por um pino no ponto
. Esse pino exerce duas componentes de força: uma horizontal (
) e uma vertical (
). Essas forças são reações nos apoios que garantem que a caçamba não se mova.
Passo 4
Além do pino em
, temos o cilindro hidráulico
conectado por um pino em uma haste curta. O cilindro hidráulico exerce duas forças: a força na direção da haste (
) e a força perpendicular à haste (
). Essas forças ajudam a suportar a caçamba e a manter o equilíbrio.
Passo 5
Agora, resumindo todas as forças no diagrama:
- Peso (
): , atuando para baixo em . - Força horizontal no pino
( ): impede movimentos laterais da caçamba. - Força vertical no pino
( ): suporta parte do peso da caçamba. - Força horizontal no cilindro
( ): ajuda a manter a estabilidade da caçamba. - Força vertical no cilindro
( ): também contribui para suportar o peso da caçamba.
Resposta
O diagrama de corpo livre da caçamba
inclui:
- O peso de
atuando para baixo no centro de gravidade . - As forças de reação no pino
: uma horizontal ( ) e uma vertical ( ). - As forças exercidas pelo cilindro hidráulico
: uma horizontal ( ) e uma vertical ( ).
Cada força representa uma interação que mantém a caçamba em equilíbrio estático, prevenindo movimentos indesejados e sustentando o peso da carga.
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