Enunciado

4.28. Determine a direção θ , com 0 ° ≤ θ ≤ 180 ° , da força F, de maneira que ela produza (a) o máximo momento em relação ao ponto A e (b) o mínimo momento em relação ao ponto A. Calcule o momento em cada caso.

Passo 1

Vamos começar esquematizando o problema

Passo 2

Vamos começar pensando no maior momento. Para o momento ser máximo a distancia até o de A até o ponto onde a força está sendo aplicada devem ser perpendiculares. Então teremos esse triângulo.

O momento então será

M m a x = 400 ⋅ 3 2 ⋅ 2 2 = 1442   N ⋅ m

θ temos a relação

θ + ϕ = 90 °

Podemos determinar ϕ

tan ⁡ ϕ = 2 3

Então

ϕ = t a n - 1 2 3 = 33,7 °

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θ = 90 ° - 33,7 ° = 56,3 °

Passo 3

Agora vamos analisar o momento mínimo.

O momento mínimo deve ser 0, então

M m i n = 0

A força deve ser paralela a distância, então teremos a relação

θ + ϕ = 180 °

Já sabemos o ângulo ϕ , então basta fazer

θ = 180 ° - 33,7 ° = 146,3 °

Resposta

M m a x = 1442   N ⋅ m

θ = 56,3 °

M m i n = 0

θ = 146,3 °

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