131- A mola tem comprimento relaxado de . Determine o ângulo para a condição de equilíbrio, se os elementos são uniformes e cada um tem massa de .
Passo 1
Vamos calcular o comprimento da mola em função de pelo seguinte triângulo retângulo.
Logo o comprimento final da mola será igual a:
O que dará uma variação de comprimento igual a:
Logo a força elástica na mola será igual a:
Passo 2
Vamos agora analisar as forças na barra .
Fazendo a somatória dos momentos em temos:
Passo 3
Agora vamos fazer o diagrama de forças no mecanismo todo (sabendo que nesse caso não há forças resultante em pois ação e reação se equilibram. Assim como na mola)
Fazendo a somatória dos momentos em temos:
Como temos uma equação para :
Resolvendo numericamente encontramos: