Estática: Uma força F = 90N é aplicada a uma alavanca de controle AB, de comprimento 225mm. O momento MB da força em relação ao ponto B valerá

Questão

Uma força F = 90N é aplicada a uma alavanca de controle AB, de comprimento 225mm. O momento MB da força em relação ao ponto B valerá

Imagem 1

Diagrama: alavanca AB de comprimento 225 mm; ponto B é o apoio (alavanca forma 65° com a horizontal em B); força F = 90 N aplicada em A com a direção indicada no desenho formando 25° (ver Figura 1).

Alternativas

A) 18,6 N.m

88%

B) 15 N.m

C) Nenhuma das alternativas

D) -12,6 N.m

E) 14 N.m

Explicação

Queremos o momento da força F\vec F em relação a BB:

MB=rBA×FMB=rFsinθM_B = \vec r_{BA} \times \vec F \quad \Rightarrow \quad |M_B| = r\,F\,\sin\theta

  • Comprimento da alavanca: AB=225 mm=0,225 mAB = 225\text{ mm} = 0{,}225\text{ m}, então r=0,225 mr = 0{,}225\text{ m}.
  • Força: F=90 NF = 90\text{ N}.
  • Pelo desenho: a barra ABAB faz 6565^\circ com a horizontal e a força faz 2525^\circ abaixo da horizontal (para a direita). Assim, o ângulo entre a direção de rBA\vec r_{BA} (barra apontando de BB para AA) e F\vec F é

θ=65+25=90.\theta = 65^\circ + 25^\circ = 90^\circ.

Logo,

MB=0,22590sin(90)=0,225901=20,25 N\cdotpm.|M_B| = 0{,}225\cdot 90\cdot \sin(90^\circ)= 0{,}225\cdot 90\cdot 1 = 20{,}25\ \text{N·m}.

Sentido: tomando anti-horário como positivo, a força aplicada em AA tende a girar a alavanca no sentido horário em torno de BB (empurra o topo para baixo e para a direita), portanto MBM_B seria negativo: MB20,25 N\cdotpmM_B \approx -20{,}25\ \text{N·m}.

Como nenhuma alternativa fornece ±20,25 N\cdotpm\pm 20{,}25\ \text{N·m}, a correta é “nenhuma”.

Alternativa correta: (C).

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