UFRGS - 2020 - Questão 10

A figura abaixo representa esquematicamente o braço e o antebraço de uma pessoa que está sustentando um peso P. O antebraço forma um ângulo de 90° com o braço. 

F_B é a força exercida pelo bíceps sobre o antebraço, e F_C é a força na articulação do cotovelo. Eixo de Rotação Sendo o módulo do peso P = 50 N e o módulo do peso do antebraço P_a = 20 N, qual é o módulo da força F_B?
(A) 70 N.
(B) 370 N.
(C) 450 N.
(D) 460 N.
(E) 530 N.

Resolução:

Nesta situação a sustentação tenta evitar uma rotação. Para determinar a o evento da rotação utilizamos o torque que relaciona a intensidade da força aplicada e o ponto da aplicação da força.

Assim, o torque resultante é a soma vetorial dos torques aplicados no braço.

                                         

Para o equilíbrio, o torque resultante deve ser nulo.

Isolando a força exercida pelo bíceps: 

A força aplicada pelo bíceps é 530N.

Resposta: 

Item B.

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OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 18

Você já deve ter visto um caminhoneiro trocando um pneu do seu caminhão, utilizando-se de uma chave de boca para tentar afrouxar os parafusos que o prende a roda. No sentido de facilitar tal processo, diminuindo a força aplicada na chave, o caminhoneiro usa uma haste. Nas figuras abaixo, identifique qual das seguintes configurações, mostra-se mais efetiva:
a) 2;
b) 1;
c) 3;
d) 4;
e) Nenhuma delas.

Resolução:

Para provocar um giro é necessário aplicar um torque sobre o parafuso, assim é necessário aplicar uma força sobre o cabo da ferramenta.

O torque, também chamado de momento da força é determinado através da força aplicada e do braço de alavanca em que se aplica.

Assim, pela equação é possível notar que quanto mais distante do eixo for aplicada a força, maior será o torque, também que se o ângulo entre a força aplicada e a haste for de 0° ou 180° o torque será nulo, já que o sen(0°) e seno(180°) são nulos e assim o maior valor do seno é para o ângulo de 90°, o que significa que a força aplicada deve ser perpendicular a haste.

Por tanto a melhor aplicação é a 2 onde tem-se maior braço de alavanca e a força aplicada é perpendicular.

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Resposta:

Item (A)

UFRGS - 2018 - Questão 05

05.A figura abaixo representa duas esferas, 1 e 2, de massas iguais a m, presas nas extremidades de uma barra rígida de comprimento L e de massa desprezível. O sistema formado é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo, perpendicular à página, que passa pelo ponto P.

 Sendo v_i a velocidade tangencial da esfera i (i=1,2) e Fi a força centrípeta nela resultante, as razões v₁/v₂ e F₁/F₂ entre os módulos dos respectivos vetores são, nessa ordem,

(A) 1/3 e 1/2.
(B) 1/2 e 1/4.
(C) 1/2 e 1/2.
(D) 1/2 e 3/2.
(E) 3/2 e 1/2.

Resolução:

As duas esferas giram unidas, presas pelo mesmo eixo, o que significa que a velocidade angular (w) das esferas é a mesma, assim
w₁=w₂
mas a velocidade linear está ligada a velocidade angular pela relação matemática v=w.R, onde v é a velocidade linear e R é o raio de giro, portanto, em termos igualando as velocidade angulares das esferas temos:

 R₁=L/3 e R₂=2.L/3 = > pode-se dizer que R₂=2.R₁

A relação matemática que fornece a força centrípeta é

Fazendo a razão entre as forças a que é submetida cada esfera

Substituindo os valores 

Resposta:

Item C.

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