Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 11.3 - Ex. 4
Um alçapão uniforme de N existente em um pavimento está articulado em um dos seus lados. Encontre a força resultante orientada de baixo para cima necessária para começar a abri-lo e a força total exercida sobre essa porta pelas articulações, a) supondo que a força de baixo para cima seja aplicada em seu centro, b) que a força de baixo para cima seja aplicada no centro da aresta oposta à aresta da articulação.
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente encontrar a força resultante orientada de baixo para cima necessária para começar a abrir o alçapão de articulado, a) supondo que a força de baixo para cima seja aplicada em seu centro, b) e que a força de baixo para cima seja aplicada no centro da aresta oposta à aresta da articulação.
Pra isso, vamos usar as equações de equilíbrio, fazendo os somatório dos torque (com sentido anti-horário positivo) no eixo da dobradiça e analisar os nossos resultados para as duas condições dadas.
Vamos lá!
Passo 2
Vamos começar aplicando as condições de equilíbrio para a porta. Assim, no eixo da dobradiça, temos:
Então, o torque devido à força aplicada deve equilibrar a torque devido ao peso da porta.
a) Supondo que a força de baixo para cima seja aplicada em seu centro de gravidade, temos que a força aplicada deve ter a mesma magnitude que o peso da porta, ou seja, , para manter o equilíbrio. Nesse caso, a dobradiça não exerce força.
Passo 3
b) Com relação às dobradiças, o momento do braço da força aplicada é duas vezes a distância do centro de massa. Então, a força tem metade da magnitude do peso, ou seja, . As dobradiças fornecem uma força ascendente de:
Isso significa que menos força deve ser aplicada quando ela a força é exercida mais longe das dobradiças.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉