Equilíbrio de Forças: Um bloco de 3 kN de peso é sustentado por dois cabos como mostra a figura. Os valores aproximados das tensão no cabo TCA e no cabo TCB valem respectivamente:

Questão

Um bloco de 3 kN de peso é sustentado por dois cabos como mostra a figura. Os valores aproximados das tensão no cabo TCA e no cabo TCB valem respectivamente:

Alternativas

A) 1,41 kN e 1,35 kN

B) Nenhuma das alternativas

C) 2,20 kN e 2,43 kN

92%

D) 2,24 kN e 1,85 kN

E) 2,50 kN e 3,20 kN

Explicação

No nó em CC atuam três forças: as trações nos cabos TCAT_{CA} (à esquerda) e TCBT_{CB} (à direita), e o peso do bloco (3 kN) para baixo.

Pela figura, os cabos fazem ângulos com a horizontal de:

  • à esquerda: α=43,6\alpha = 43{,}6^\circ
  • à direita: β=36,9\beta = 36{,}9^\circ

Equilíbrio em xx (componentes horizontais se anulam): [ T_{CA}\cos\alpha = T_{CB}\cos\beta \Rightarrow T_{CA} = T_{CB},\frac{\cos\beta}{\cos\alpha} ]

Equilíbrio em yy (componentes verticais sustentam o peso): [ T_{CA}\sin\alpha + T_{CB}\sin\beta = 3 ]

Substituindo TCAT_{CA} da 1ª na 2ª: [ T_{CB}\left(\frac{\cos\beta}{\cos\alpha}\sin\alpha + \sin\beta\right)=3 ] Usando valores aproximados:

  • sin43,60,690\sin 43{,}6^\circ\approx 0{,}690, cos43,60,724\cos 43{,}6^\circ\approx 0{,}724
  • sin36,90,600\sin 36{,}9^\circ\approx 0{,}600, cos36,90,800\cos 36{,}9^\circ\approx 0{,}800

Então: [ \frac{\cos\beta}{\cos\alpha}\sin\alpha \approx \frac{0{,}800}{0{,}724}\cdot 0{,}690 \approx 0{,}762 ] [ T_{CB}(0{,}762+0{,}600)=3 \Rightarrow T_{CB}\cdot 1{,}362=3 \Rightarrow T_{CB}\approx 2{,}20,\text{kN} ] E [ T_{CA}=T_{CB}\frac{\cos\beta}{\cos\alpha}\approx 2{,}20\cdot\frac{0{,}800}{0{,}724}\approx 2{,}43,\text{kN} ]

Logo, as trações são aproximadamente 2,432{,}43 kN (cabo TCAT_{CA}) e 2,202{,}20 kN (cabo TCBT_{CB}). A alternativa apresenta os valores na ordem pedida como aproximadamente 2,202{,}20 kN e 2,432{,}43 kN.

Alternativa correta: (C).

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