Uma caixa de massa de 10 kg colocada a 1 m da extremidade Z de uma prancha de comprimento 4 m e de massa de 2 kg, apoiada nos pontos H e Z. Considerar g = 10 m/s². Quais são, em Newton, respectivamente, as reações nos apoios H e Z?

Questão

Uma caixa de massa de 10 kg colocada a 1 m da extremidade Z de uma prancha de comprimento 4 m e de massa de 2 kg, apoiada nos pontos H e Z. Considerar g = 10 m/s². Quais são, em Newton, respectivamente, as reações nos apoios H e Z?

Resposta

92%

Reação em H = 55 N e reação em Z = 65 N.

Explicação

Pela figura: prancha uniforme de comprimento 4m4\,\text{m} apoiada nas extremidades HH (esquerda) e ZZ (direita). A caixa (10 kg) está a 1m1\,\text{m} de ZZ, portanto a 3m3\,\text{m} de HH.

Pesos:

  • Caixa: Pc=1010=100NP_c = 10\cdot 10 = 100\,\text{N}, aplicada a 3m3\,\text{m} de HH.
  • Prancha (2 kg): Pp=210=20NP_p = 2\cdot 10 = 20\,\text{N}, aplicada no centro, a 2m2\,\text{m} de HH.

Sejam RHR_H e RZR_Z as reações verticais nos apoios.

  1. Equilíbrio vertical: RH+RZ10020=0    RH+RZ=120.R_H + R_Z - 100 - 20 = 0 \;\Rightarrow\; R_H + R_Z = 120.

  2. Equilíbrio de momentos em torno de HH (sentido anti-horário positivo):

  • RZR_Z faz momento +RZ4+R_Z\cdot 4.
  • Peso da caixa faz momento 1003-100\cdot 3.
  • Peso da prancha faz momento 202-20\cdot 2.

Logo, RZ41003202=0R_Z\cdot 4 - 100\cdot 3 - 20\cdot 2 = 0 4RZ=300+40=340    RZ=85N.4R_Z = 300 + 40 = 340 \;\Rightarrow\; R_Z = 85\,\text{N}.

Então, RH=12085=35N.R_H = 120 - 85 = 35\,\text{N}.

Portanto, as reações são RH=35NR_H=35\,\text{N} e RZ=85NR_Z=85\,\text{N}.

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