Qual ou quais as forças de resistência opostas a força P em um tanque apoiado sobre uma base reta apoiada em uma única coluna?

Passo 1

O enunciado descreve um tanque que sofre uma força horizontal P aplicada a uma certa altura em relação ao apoio, onde o tanque está sobre uma base retangular apoiada numa única coluna. O conteúdo é estática de corpos rígidos: vamos fazer o diagrama de corpo livre, identificar as equações de equilíbrio e descobrir quais esforços internos (forças de resistência) surgem para equilibrar P.

Passo 2

Desenhando o diagrama de corpo livre do tanque + base + coluna, vemos:
  • A força externa P horizontal.
  • No apoio superior da coluna atuam reações internas que se projetam na coluna: uma força cortante V e um momento fletor M.

Passo 3

Equilíbrio de forças horizontais exige
V - P = 0
logo
V = P.
Portanto, a força cortante V na coluna resiste a P.

Passo 4

Equilíbrio de momentos em relação ao ponto de apoio inferior (ou ao centro da base) dá
M - P\cdot h = 0
onde h é a altura de aplicação de P. Logo
M = P\,h.
Esse momento é o esforço de flexão que aparece na coluna (ou no encontro coluna–base).

Passo 5

No contato da base retangular com o solo (ou fundação), esse momento fletor M se distribui como um par de reações normais:
  • Uma força de compressão num lado da base.
  • Uma força de tração (ou menor compressão) no lado oposto.

Resposta

As forças de resistência opostas a P são:
  1. A força cortante interno V na coluna, com V=P.
  2. O momento fletor interno M na coluna (ou na interface base–solo), com M=P\,h, que se manifesta na base como um par de forças normais (compressão num bordo e tração no outro).

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