9a QUESTÃO
Sabemos que uma condição de equilíbrio de um corpo é que a resultante das forças que agem sobre um corpo seja nula. Se o momento do sistema (que é a soma dos momentos das forças que agem sobre ele) é nulo, o corpo não adquire movimento de rotação.
ANDRADE, Luís Ricardo Arruda de. Física Geral e Experimental I. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019.
Uma barra sem peso está apoiada por um suporte fixo e duas massas (m1 e m2) estão apoiadas nas extremidades desta barra, que está em equilíbrio. A distância entre a massa m1 e o suporte fixo é de 1 metro e do suporte a m2 (2 kg) é de 3 metros.
Sabendo disso, assinale a alternativa do valor da massa m1.
ALTERNATIVAS
1 kg
2 kg
4 kg
6 kg
8 kg
1 kg
2 kg
4 kg
6 kg
8 kg
Passo 1
O enunciado descreve uma barra sem peso apoiada num ponto fixo, com duas massas em equilíbrio. A massa
está a
m do ponto de apoio e a massa
kg está a
m do apoio. O conteúdo aqui é momento de forças (torque) e a condição de equilíbrio em rotação.
Passo 2
O momento (torque) de uma força peso
em relação ao ponto de apoio é dado por
onde
é a distância ao ponto de apoio. Como
aparece em todos os torques, podemos simplificar usando apenas as massas vezes as distâncias.
Passo 3
Para que a barra esteja em equilíbrio sem girar, a soma dos momentos deve ser zero, isto é, o torque devido a
deve ser igual ao torque devido a
em módulo:
Passo 4
Substituindo
kg na relação acima:
Resposta
6 kg