Enunciado

4.18. Determine a direção θ 0 ° ≤ θ ≤ 180 ° da força F = 40   l b de modo que ela crie (a) o máximo momento em relação ao ponto A e (b) o mínimo momento em relação a esse mesmo ponto. Calcule o momento em cada caso.

Passo 1

Vamos começar esquematizando o problema

Passo 2

Vamos começar determinando o máximo momento que a força pode gerar em A.

Para o momento ser máximo temos que ter a maior distância possível, já que nossa força é fixa, e essa distância será a hipotenusa do triângulo.

M A   m a x = 40 ⋅ 8 2 + 2 2 = 330   l b ⋅ f t

θ , temos a relação

θ + ϕ = 90 °

E podemos determinar ϕ pelo triângulo

ϕ = t a n - 1 2 8 = 14 °

Então

θ = 90 ° - 14 ° = 76 °

Passo 3

Agora vamos determinar o menor momento.

O menor momento em módulo tem que ser 0.

Então

M A   m i n = 0

Para isso acontecer a força F tem que estar na mesma linha que a barra.

Agora a relação entre θ   e   ϕ é

θ + ϕ = 180 °

E já sabemos ϕ , então podemos achar θ

θ = 180 ° - 14,04 ° = 166 °

Resposta

M A   m a x = 330   l b ⋅ f t

θ = 76 °

M A   m i n = 0

θ = 166 °

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