Enunciado

Resolva o Problema 3.131 em caso dos estudantes quiserem colocar o limite de peso na quarta caixa e pelo menos um lado da caixa deva coincidir com um lado do reboque.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Sabemos que a resultante R é a soma das três forças que representam os pesos das crianças, portanto:

R = 224 + 392 + 176

R = 792   N

Para determinarmos a distância x R , igualaremos o momento em torno do eixo z para ambos os sistemas equivalentes apresentados no item anterior:

- 224 0,33 - 392 1 , 6 7 - 176 1,67 = - 792 ⋅ x R

Resolvendo, temos que:

x R = 1,29101   m

Passo 2

Para determinarmos a distância z R , igualaremos o momento em torno do eixo x para ambos os sistemas equivalentes apresentados no item anterior:

224 0,33 + 392 0,6 + 176 2 = 792 ⋅ z R

Resolvendo, temos que:

z R = 0 , 83475     m

Passo 3

Do enunciado do problema, nós sabemos que a resultante de total composta por R e W passa através do ponto G . E como a resultante total passa por G , temos que ∑ M G = 0 .

Além do mais, como a carga W tem que ser a maior possível, a quarta caixa deve ser colocada o mais próximo possível do ponto G , mas mantendo um dos seus lados coincidindo com um lado do reboque. Matematicamente, isso é representado pelos limites:

x H = 0,6   m ou z H = 2,7   m

Passo 4

Vamos testar primeiramente x H = 0 , 6   m .

Sabemos que ∑ M G = 0 , portanto, vamos fazer um somatóriio de momentos no ponto G ao redor do eixo z :

W L 1 - 0 , 6 - 792 1,29101 - 1 = 0

W H = 576,2   N

Precisamos agora, checar a possibilidade física desse valor, para isso, façamos um somatório de momentos no ponto G , desta vez ao redor do eixo x :

576,2 z H - 1,5 - 792 1,5 - 0,83575 = 0

z H = 2,414   m

O que é possível, pois a condição z H < 2,7 é atendida.

Passo 5

Vamos testar então z H = 2,7   m .

Sabemos que ∑ M G = 0 , portanto, vamos fazer um somatóriio de momentos no ponto G ao redor do eixo x :

W H 2,7 - 1,5 - 792 1,5 - 0,83575 = 0

W H = 439   N

Como o valor encontrado foi menor que o primeiro, temos que o peso máximo da carga é de 576,2   N .

A posição da caixa deve ser de tal forma que o lado menor esteja na borda A D e o centro da caixa esteja afastado 2,41   m de D C .

Resposta

W H = 439   N

x H = 0,6   m

z H = 2,414   m

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