Enunciado

Determine a menor força horizontal P exigida para levantar a caixa de 200   k g . O coeficiente de atrito estático em todas as superficies de contato é μ s = 0,3 . Despreze a massa do calço.

Passo 1

O problema pede que descubra a menor força horizontal P para levantar a caixa.

Bom galera, pra facilitar a gente começa fazendo um diagrama de corpo livre na caixa primeiro.

Lembrando que o peso é:

P e s o = m ⋅ g

P e s o = 200 ⋅ 9,81 = 1962   N

Passo 2

A gente então calcula as forças de reação que atuam no corpo para ele contituar em equilíbrio, a gente analisa cada eixo separado, sabendo que o corpo fica em equilíbrio em cada eixo, fica assim:

Eixo vertical:

N B = 1962 + F A

N B = 1962 + 0,3 N A

Eixo Horizontal:

F B = N A

0,3 N B = N A

A gente monta um sisteminha com as duas equações:

N B = 1962 + 0,3 N A 0,3 N B = N A

E assim a gente vai achar:

N A = 646,81   N

N B = 2156,04   N

Então F B é 646,81   N .

Passo 3

Beleza, a gente já pode analisar as forças do calço com as forças que a gente já sabe, então vamos lá!

Comemando por mais um diagraminha de corpo livre:

Vamos começar analisando a vertical, e vamos ver o que a gente consegue:

N B = N C cos ⁡ 15 ° - F C sen ⁡ 15 °

2156,04 = N C cos ⁡ 15 ° - 0,3 N C sen ⁡ 15 °

Com isso a gente encontra:

N C = 2427,21   N

E com isso:

F C = 0,3 N C

F C = 728,16   N

Passo 4

Show de bola, agora com tudo que a gente já tem basta analisar a situação de equilibrio do calço na horizontal:

P = F B + F C cos ⁡ 15 ° + N C sen ⁡ 15 °  

P = 646,81 + 728,16 cos ⁡ 15 ° + 2427,21 sen ⁡ 15 °

P = 1978,37   N

Resposta

P = 1978,37   N

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