O reboque carregado tem uma massa de com o centro de massa em e está preso em a um engate em um pára-choque traseiro. Se o carro e o reboque atingem uma velocidade de em uma estrada horizontal, em uma distância de a partir do repouso com aceleração constante, calcule a componente vertical da força suportada pelo engate em . Despreze a pequena força de atrito exercida sobre as rodas relativamente leves.

Beleza, se essa é a aceleração do sistema inteiro, qual é a força resultante que age no centro de massa e na direção horizontal?

Vamos representar isso em um diagrama (note que as setas azuis são as forças “reais” agindo sobre o sistema, e a seta vermelha é a resultante dessas forças):

Teremos que usar a condição de equilíbrio dos momentos para encontrar . Vamos escrever os momentos em relação ao ponto laranja, porque dessa forma vamos anular os momentos das duas forças desconhecidas e .

O momento da força resultante em relação àquele ponto é:

E então a soma dos momentos das forças em relação a esse ponto também deve ser :

E o sinal negativo aparece em porque ela favorece a rotação no sentido oposto à . Agora vamos igualar as expressões:

E o sinal negativo quer dizer apenas que a força age na vertical para baixo, no sentido oposto ao que representamos no nosso desenho.