A Fig. 21-41 mostra uma barra longa, não condutora, de massa desprezível, de comprimento , articulada no centro e equilibrada por um bloco de peso situado a uma distância da extremidade esquerda. Nas extremidades direita e esquerda da barra existem pequenas esferas condutoras de carga positiva , respectivamente. A uma distância vertical abaixo das esferas existem esferas fixas de carga positiva Q. (a) Determine a distância para que a barra fique equilibrada na horizontal. (b) Qual deve ser o valor de para que a barra não exerça nenhuma força vertical sobre o apoio quando está equilibrada na horizontal?

E aí galerinha, vamos destruir essa questão comigo? Vamos láaaa!

(a) Como a barra está em equilíbrio, a força resultante a que a barra está submetida é zero e o torque resultante em relação a qualquer ponto da barra também é zero. Vamos escrever uma expressão para o torque resultante em relação ao apoio, igualar a expressão a zero e calcular o valor de . A carga da esquerda exerce uma força para cima de módulo a uma distância do apoio. Vamos tomar este torque como negativo. O peso exerce uma força para baixo de módulo a uma distância do apoio. Este torque também é negativo. A carga da direita exerce uma força para cima de módulo a uma distância do apoio. Este torque é positivo. A equação de equilíbrio para rotações é

Explicitando x, obtemos: