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Questão 2

UFPR 2018
Física

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) Uma prancha PQ, apoiada sobre o suporte A, está em equilíbrio estático quando vista por um observador inercial. Ela está sujeita à ação de forças produzidas por alguns agentes, conforme mostra a figura ao lado. No ponto B, um objeto de massa m = 1,0 kg é preso por um cabo inextensível e de massa desprezível, ficando suspenso sob a ação gravitacional. Para manter a prancha em equilíbrio na posição horizontal, no ponto C age uma mola de constante de mola K = 60 N/m, também de massa desprezível. O peso da prancha PQ pode ser desprezado em comparação com as forças produzidas pelos outros agentes atuando sobre ela. Para efeitos de cálculo, se necessário use g = 10 m/s2 para o valor do módulo da aceleração gravitacional no local, suposta constante.

Formulário:

left | F 
ight |=KDelta L

 

a) A mola agindo no ponto C está esticada por um comprimento ΔL. Determine ΔL, supondo que a lei de Hooke seja válida nesse
caso.

b) O suporte em A exerce uma força de módulo F sobre a prancha. Determine F.

Gabarito:

Resolução:

Considerando a imagem, temos:

a) 

Sabemos que Sigma M = 0, assim: 

M_B-M_C=0

P_Bcdot d_B-F_Ccdot d_C=0

10cdot 3-F_Ccdot 5=0

F_C=frac{30}{5}= 6  N

Podemos calcular a força elástica a partir de: 

F=kcdot x

6=60cdot x Rightarrow x=frac{6}{60} = 0,1  m

b) 

Sigma F = 0

F-P_B-F_C=0

F-10-6=0

F-16=0

F=16 N

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