Se uma força é utilizada para retirar um prego, determine a menor força vertical que deve ser aplicada ao cabo do pé-de-cabra. Dica: os momentos de e de e relação ao ponto devem ser iguais. Por quê?
Passo 1
Como estamos em busca da menor força que é suficiente para remover o prego, estamos pensando no caso limite, em que o pé de cabra e o prego estão prestes a rotacionar em torno do ponto .
Por isso, no instante em que esse movimento está prestes a acontecer, os momentos gerados por e devem ser praticamente iguais:
Ambos calculados em relação ao ponto . Vamos encontrar expressões para cada um deles.
Passo 2
Começamos com o momento gerado pela força . Pelo desenho fica fácil encontrar a componente perpendicular e a distância até o ponto :
Então momento gerado por essa força é:
Passo 3
Agora vamos fazer o mesmo para o momento da força :
E as distância perpendiculares de cada componente da força até o ponto já estão desenharadas.
Agora é só igualar as duas expressões:
Resposta
A força deve ter um módulo de pelo menos .