Enunciado

Estime a força F necessária para levantar do chão os pneus traseiros do carro de corrida. Você pode assumir que a parte C D do macaco é horizontal. A massa combinada do carro e do motorista é 700   k g com centro de massa em G . O motorista pisa nos freios durante o levantamento. Apresente quaisquer suposições adicionais.

Passo 1

Vamos começar desenhando as forças que atuam sobre o carro (ou seja, ignorando o macaco por enquanto).

Como o macaco está empurrando a traseira do carro para cima, temos uma força normal atuando na roda A , e outra atuando no ponto C por onde o carro é suspenso. Além dessas duas forças, temos o peso e a força F C que mantém o contato entre o macaco e o carro:

Vamos procurar alguma equação de equilíbrio para esse carro. Se pensarmos no limite em que a roda traseira começa a se erguer, podemos escrever o seguinte:

∑ M A = 0

E escolhemos o ponto A por conveniência, para que a força N A suma da equação:

∑ M A = - P 1,625 + N C ( 1,370 + 1,625 + 0,370 )

0 = - 700 9,81 1,625 + N C ( 3,365 )

N C = 700 9,81 1,625 ( 3,365 ) = 3   316   N

Ótimo, já encontramos uma das forças que agem sobre o macaco.

É importante notar que a força F C não tem momento exatamente nulo, porque ela está um pouco acima da altura do ponto A , mas podemos desconsiderar isso.

Passo 2

Agora vamos olhar apenas para o macaco:

E podemos usar uma equação de equilíbrio parecida com a que usamos no passo 1 :

∑ M D = 0

Já que estamos considerando o equilíbrio das forças no limite, quando a roda traseira está prestes a se erguer.

Como a linha de ação da força F → C cruza o ponto D (já que a linha C D é horizontal, segundo o enunciado), ela não produz momento, então temos apenas o seguinte:

∑ M D = N C 0,190 - ( F ) ( 1,200 )

0 = 3   316 0,190 - ( F ) ( 1,200 )

F = 3316 0,190 ( 1,200 ) = 525   N

Pronto!

Resposta

A força necessária é F = 525   N .

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