A barra uniforme tem um peso de . Se a mola está livre quando , determine o ângulo para o equilíbrio usando o princípio do trabalho virtual. A mola sempre permanece na posição horizontal devido à guia de rolete em .
Passo 1
Desejamos encontrar o valor de para o equilíbrio a partir do princípio do trabalho virtual. Então, como queremos saber o valor do ângulo vamos converter nossas unidades para evitar trabalhar com números fracionários e facilitar nossas contas. Assim, teremos
Tomemos, agora, as seguintes medidas
Passo 2
Admitindo que
Sendo temos
Além disso, sabemos que quando
Dessa forma, substituindo essas informações na equação anterior, vamos ter