Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 12.Exercícios e Problemas - Ex. 23
12.23. Uma viga de aço de 500 kg e 4,0 m de comprimento estende-se horizontalmente a partir do ponto onde foi aparafusada à estrutura de um edifício em construção. Um operário de 70 kg está em pé na outra extremidade da viga. Qual é o módulo do torque em torno do ponto onde a barra foi aparafusada?
Passo 1
Vamos começar desenhando a situação
Nessa figura a gente tem representadas a força peso da viga e do operário, e a força de reação na parte parafusada da viga que não deixa a viga cair.
A gente quer calcular o torque no ponto “A” da figura, que é onde a barra foi parafusada. Nesse ponto a força de reação não gera nenhum torque, o torque depende da força e da distância, e a força de reação está agindo no ponto “A”, então a distância é zero e consequentemente não gera torque.
O torque no ponto “A” vai depender então do peso da viga e do operário. Os dois torques vão ser negativos, repare que as forças tendem a fazer um movimento de rotação no sentido horário, e a gente assume que o sentido horário é um torque negativo. Vamos fazer esse cálculo.
Passo 2
Vamos começar fazendo o torque que o peso da viga gera:
A gente pode reescrever a força peso
Agora vamos calcular o torque que o peso do operário gera
Agora a gente pode calcular o torque total no ponto “A”
Agora a gente substitui os valores que a gente encontrou
Vamos colocar em evidência
Agora é só substituir os valores
Mas queremos o módulo