O objeto (sem massa) mostrado na figura está em equilíbrio? Explique.
Passo 1
Para que um objeto esteja em equilibro é necessário que ele não tenha força resultante (para não ter aceleração) e que não tenha torque resultante (para não ter aceleração angular), ou seja:
Outro fato importante é perceber que o objeto é considerado de massa desprezível, ou seja, não precisamos avaliar a sua força gravitacional (peso).
Passo 2
Avaliando a força resultante, e considerando para cima como positivo, teremos:
Beleza, a força resultante deu zero, agora falta o torque resultante também dar zero.
Passo 3
O torque resultante deve ser zero para qualquer eixo de rotação que a gente escolha, afinal o corpo não pode ter aceleração angular em nenhum eixo.
Vou escolher o ponto onde está aplicada a força de 100N (escolhendo um ponto onde uma força é aplicada diminui as contas), mas você pode escolher qualquer ponto do corpo para ser o eixo onde vai avaliar o torque.
O torque gerado pela força de 40N é:
Pela regra da mão direita vêmos que esse torque está entrando na página (sentido horário) e por isso é negativo.
O torque gerado pela força de 100N, para esse eixo, é 0.
O torque gerado pela força de 60N é:
E vemos que esse torque está saindo da página (sentido anti-horário) e por isso é positivo.
Agora o torque resultante será:
Ou seja é um torque de 20Nm que está entrando na página (sentido horário) e é diferente de zero, por isso o corpo não está em equilibro.
Resposta
O corpo não está em equilíbrio, pois .