Momento de uma força exercícios

Momento de uma força é a medida de quanto uma força que atua em um corpo faz com que ele gire. Momento também é chamado de torque. Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva

De acordo com o estudo sobre a estática do corpo rígido, mais precisamente sobre momento de uma força, marque a alternativa que completa a frase abaixo.

Quando um corpo extenso está sujeito à ação de forças de resultante não nula, ele pode adquirir movimento de _______, de _______ ou ______, simultaneamente.

a) translação, rotação, ambos.
b) aplicação, rotação, relação.
c) translação, relação, rotação.
d) equilíbrio, rotação, ação.
e) equilíbrio, relação, ambos.

Suponha que para fechar uma porta de 0,8 metros de largura, uma pessoa aplica perpendicularmente a ela uma força de 3 N, como mostra a figura abaixo. Determine o momento dessa força em relação ao eixo O.

a) M = -3,75 N.m
b) M = -2,4 N.m
c) M = -0,27 N.m
d) M = 3,75 N.m
e) M = 2,4 N.m

(UFV) Um rapaz de 900 N e uma garota de 450 N estão em uma gangorra. Das ilustrações abaixo, a que representa uma situação de equilíbrio é:

a)

b)

c)

d)

e)

Vejamos a figura abaixo. Na figura temos dois blocos cujas massas são, respectivamente, 4 kg e 6 kg. A fim de manter a barra em equilíbrio, determine a que distância x o ponto de apoio deve ser colocado. Suponha que inicialmente o ponto de apoio esteja a 40 cm da extremidade direita da barra.

a) x = 60 cm
b) x = 20 cm
c) x = 50 cm
d) x = 30 cm
e) x = 40 cm

respostas

A frase escrita de forma correta é: Quando um corpo extenso está sujeito à ação de forças de resultante não nula, ele pode adquirir movimento de translação, de rotação ou ambos, simultaneamente. Portanto, as palavras que completam a frase são: translação, rotação, ambos.

Alternativa A

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Podemos ver pela figura que o momento dessa força será negativo, pois ela gira no sentido horário, portanto, temos que:

M = -F.d  ⟹  M = -3 .0,8  ⟹  M = -2,4 N.m

Alternativa B

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Para resolver essa situação basta igualar os momentos, isto é, o momento de força do rapaz é igual ao momento de força da moça, ambos sobre a barra, portanto, temos:

Mrapaz=Mmoça
Fr.d1=Fm.d2

Como o peso do homem é o dobro do peso da moça, ele deve estar na metade da distância do apoio.

900 . 1 = 450 .2

Alternativa B

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Para que a barra se mantenha em equilíbrio o momento do conjunto tem que ser igual a zero.

M1=M2
F1.d1=F2.d2
4 . x = 6 .40

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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

Olá, pessoal, tudo bem?

Neste post, vamos ver alguns exercícios sobre o momento ou Torque para vocês praticarem. Logo após as questões, colocarei a resolução.

Prepare seu lápis e seu caderno e vamos juntos!

Questão 1

(Udesc) Ao se fechar uma porta, aplica-se uma força na maçaneta para ela rotacionar em torno de um eixo fixo onde estão as dobradiças. Com relação ao movimento dessa porta, analise as proposições.

I. Quanto maior a distância perpendicular entre a maçaneta e as dobradiças, menos efetivo é o torque da força.

II. A unidade do torque da força no Sl é o N.m, podendo também ser medida em Joule (J).

III. O torque da força depende da distância perpendicular entre a maçaneta e as dobradiças.

IV. Qualquer que seja a direção da força, o seu torque será não nulo, consequentemente, a porta rotacionará sempre.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa II é verdadeira.

b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

c) Somente a afirmativa IV é verdadeira.

d) Somente a afirmativa III é verdadeira.

e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

RESOLUÇÃO

I – Errada: quanto maior for a distância perpendicular entre uma maçaneta e as dobradiças, mais efetivo será o torque.

II – Errada: a unidade joule (J) é utilizada para medir grandezas relacionadas à energia, ou seja, não pode ser usada para determinar o torque.

III – Correta: a força que gera o torque deve ser aplicada perpendicularmente às dobradiças.

IV – Errada: para determinarmos o torque, devemos considerar somente as forças perpendiculares a um sistema de rotação. Se a força for paralela, não haverá torque.

Resposta: D

Questão 2

(IF-GO) O móbile é um modelo abstrato que tem peças móveis, impulsionadas por motores ou pela força natural das correntes de ar. Suas partes giratórias criam uma experiência visual de dimensões e formas em constante equilíbrio. O móbile foi inicialmente sugerido por Marcel Duchamp para uma exibição de 1932, em Paris, sobre certas obras de Alexander Calder, que se converteu no maior exponente da escultura móbile. A origem latina do termo móbile remete à ideia de “móbil”, “movimento”. A figura a seguir representa um tipo de móbile.

Para que o equilíbrio do móbile ocorra, é necessário e suficiente que

a) as massas penduradas nas extremidades de cada haste sejam iguais.

b) a força resultante e o torque sobre cada uma das hastes sejam nulos.

c) a força resultante sobre cada haste seja nula.

d) o torque jamais seja nulo.

e) haja conservação da energia mecânica.

RESOLUÇÃO:

Para que um corpo fique em equilíbrio, é necessário que a soma de todas as forças e de todos os torques seja nula.

Resposta: B

Questão 3

(Mackenzie-SP)

Uma cancela manual é constituída de uma barra homogênea AB de comprimento L = 2,40 m e massa M = 10,0 kg e está articulada no ponto O, onde o atrito é desprezível. A força F tem direção vertical e sentido descendente, como mostra a figura acima. Considerando a aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2, a intensidade da força mínima que se deve aplicar em A para iniciar o movimento de subida da cancela é:

a) 150 N.

b) 175 N.

c) 200 N.

d) 125 N.

e) 100 N.

RESOLUÇÃO:

Como se trata de uma barra homogênea, é seguro estipular que o seu peso esteja concentrado no seu centro. Dessa forma, temos:

Para manter o equilíbrio, o momento (torque) que é gerado no sentido anti-horário pela força F deve ser igual ao momento (torque) gerado no sentido horário pela força peso:

MF = MPeso

F . 0,4 = P . 0,8

F . 0,4 = m . g . 0,8

F . 0,4 = 10 . 10 . 0,8

F = 80 ÷ 0,4

F = 200 N

Assim, concluímos que é essa força que mantém o sistema em equilíbrio e qualquer força maior que 200 N o faria rotacionar.

Resposta: C

Questão 4

(Ifsul) Uma caixa A, de peso igual a 300 N, é suspensa por duas cordas B e C conforme a figura a seguir. (Dados: sen 30º = 0,5)

O valor da tração na corda B é igual a:

a) 150,0 N

b) 259,8 N

c) 346,4 N

d) 600,0 N

RESOLUÇÃO:

Para resolver essa questão, devemos lançar mão da trigonometria para calcular a tração na corda B. Para isso, é preciso lembrar da definição de seno, que estipula que ele pode ser calculado pela razão entre o cateto oposto e a hipotenusa.

Portanto, devemos formar um triângulo com os vetores de tração na corda B (TB) e o peso (P). Veja:

A partir disso, vamos calcular o seno:

Resposta: D

Questão 5

(ENEM/2015) Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular, e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram-na sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio.

Nessa situação, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos?

a) 3,00 kg

b) 3,75 kg

c) 5,00 kg

d) 6,00 kg

e) 15,00 kg

RESOLUÇÃO:

No caso apresentado, temos o seguinte esquema de forças:

Para que cheguemos ao equilíbrio rotacional, devemos aplicar a seguinte equação:

Pbarra . 1d = Parroz . 3d

Sabemos que a força peso é calculada por meio da fórmula: P = m . g

Portanto, ao substituirmos, ficamos com:

mbarra . g . d = marroz . g . 3d

mbarra = 3 . marroz

mbarra = 3 . 5

mbarra = 15 kg

Resposta: E

–

Espero que você tenha entendido um pouco melhor o tipo de questão sobre Torque que os vestibulares costumam cobrar. 

Sugiro a vocês assistirem à live que eu fiz com mais de 1 hora de exercícios resolvidos sobre Torque. Acessa lá: TORQUE | Equilíbrio Corpo Extenso | Momento de Força

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Como calcula o momento de uma força?

Como calcular o momento resultante das forças?

Qual a convenção utilizada para se indicar o sentido do momento de uma força?