Três crianças estão em pé sobre uma jangada de
. Se os pesos das crianças nos pontos
e
forem
e 400 N , respectivamente, determine a magnitude e o ponto de aplicação da resultante dos três pesos.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos três crianças em uma jangada de 5 por 5 metros, cada uma com um peso diferente sendo aplicado em pontos específicos da jangada: A, B e C. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a força total resultante desses três pesos e onde essa força vai agir na jangada. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estática, que é a parte da física que estuda as forças em equilíbrio. Vamos precisar somar as forças e encontrar o ponto de aplicação dessa força resultante.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que peso é uma força que atua para baixo devido à gravidade. Aqui, temos três pesos:
- Peso A = 375 N
- Peso B = 260 N
- Peso C = 400 N
A força resultante será a soma dessas três forças, já que todas estão atuando na mesma direção (para baixo).
Passo 3
Vamos somar os pesos para encontrar a magnitude da força resultante:
Substituindo os valores:
Então, a magnitude da força resultante é de 1035 N.
Passo 4
Agora, precisamos encontrar o ponto onde essa força resultante atua. Para isso, vamos calcular o centro de massa das forças. Vamos supor que a jangada está em um sistema de coordenadas onde o canto inferior esquerdo é (0,0) e o canto superior direito é (5,5) metros.
Vamos chamar as coordenadas dos pontos A, B e C de
,
e
.
A posição do centro de massa (
) pode ser calculada usando as fórmulas:
Passo 5
Como não temos as coordenadas exatas de A, B e C, vamos deixar a resposta em termos dessas coordenadas. Assim, a posição do ponto de aplicação da força resultante será:
Resposta
A magnitude da força resultante é de 1035 N e o ponto de aplicação dessa força está nas coordenadas
, calculadas pela fórmula:
Onde
,
e
são as posições das crianças na jangada.
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e
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e
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.
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e
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e
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