Enunciado

Três crianças estão em pé sobre uma balsa de 5 × 5   m . Os pesos das crianças nos pontos A ,   B e C são de 375   N , 260   N e 400   N , respectivamente. Se uma quarta criança de peso 425   N subir na balsa, determine onde ela deve ficar se as outras crianças permanecerem nas posições mostradas na figura e a linha de ação da resultante dos quatro pesos passar através do centro da balsa.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

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

R = 375 + 260 + 400 + 425

R = 1460   N

Seja x D a distância da criança D no eixo x e z D a distância da criança D no eixo z .

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

F A 3 + F B 0,5 + F C 4,75 + F D x D = R ⋅ 2,5

375 3 + 260 0,5 + 400 4,75 + 425 x D = 1460 ⋅ 2,5

Resolvendo, temos que:

x D = 1,16471   m

Passo 2

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

F A 1 + F B 1,5 + F C 4,75 + F D z D = R ⋅ 2,5

375 1 + 260 1,5 + 400 4,75 + 425 z D = 1 460 ⋅ 2,5

Resolvendo, temos que:

z D = 2,3235     m

Passo 3

O ponto D é dado por:

1,16471 i + 2,3235 k

Resposta

1,16471 i + 2,3235 k

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