O esquema a seguir representa uma barra homogênea (cada pedaço dela tem as mesmas propriedades) se a força resistente tem o peso equivalente a 20 kg e a força potente está sendo aplicada bem no meio da barra, qual é o valor da força potente em kg ?
Cálculo da força potente em uma barra homogênea
Quando se trata de resolver problemas que envolvem forças em objetos físicos, é importante entender as propriedades do objeto e as forças envolvidas. Neste artigo, vamos explorar como calcular a força potente em uma barra homogênea, dado o peso da força resistente.
Propriedades de uma barra homogênea
Uma barra homogênea é um objeto físico que tem a mesma densidade e as mesmas propriedades físicas em todos os seus pontos. Isso significa que qualquer pedaço da barra tem a mesma massa específica, área de seção transversal e momento de inércia. Essas propriedades são importantes para calcular as forças envolvidas em uma barra homogênea.
Forças em uma barra homogênea
Existem duas forças envolvidas em uma barra homogênea: a força resistente e a força potente. A força resistente é a força que age contra a barra, enquanto a força potente é a força que é aplicada à barra.
Calculando a força potente em uma barra homogênea
Para calcular a força potente em uma barra homogênea, é necessário levar em consideração o peso da força resistente e a localização da força potente. O peso da força resistente é a força que age contra a barra, devido à gravidade, e é calculado como:
Força resistente = peso da barra x aceleração da gravidade
No caso da barra homogênea em questão, o peso da força resistente é de 20 kg. A aceleração da gravidade é de aproximadamente 9,81 m/s².
Força resistente = 20 kg x 9,81 m/s² = 196,2 N
A força potente deve ser aplicada no centro da barra homogênea para que a barra permaneça em equilíbrio. Isso significa que a distância da força potente em relação às extremidades da barra deve ser igual. Para calcular a força potente, é necessário utilizar a seguinte fórmula:
Força potente = (peso da barra / 2) x comprimento da barra
No caso da barra homogênea em questão, o comprimento é desconhecido. Portanto, vamos representá-lo com “L”.
Força potente = (peso da barra / 2) x comprimento da barra
Força potente = (20 kg / 2) x L
Força potente = 10 kg x L
Agora, para encontrar o valor de L, podemos usar o fato de que a força potente está sendo aplicada no meio da barra. Isso significa que a distância da força potente em relação a uma das extremidades é igual a metade do comprimento da barra.
Distância da força potente em relação a uma das extremidades = L / 2
Força potente = (peso da barra / 2) x comprimento da barra
Força potente = (20 kg / 2) x 2 x (L / 2)
Força potente = 10 kg x L
Agora, podemos substituir a equação da distância da força potente na equação da força potente:
Força potente = 10 kg x L
Força potente = 10 kg x (2 x distância da força potente em relação a uma das extremidades)
Força potente = 20 x distância da força potente em relação a uma das extremidades
Para que a barra permaneça em equilíbrio, a força potente deve ser igual à força resistente:
Força potente = Força resistente
20 x distância da força potente em relação a uma das extremidades = 196,2 N
Distância da força potente em relação a uma das extremidades = 9,81 cm
A distância da força potente em relação a uma das extremidades é de 9,81 cm. Portanto, para que a barra permaneça em equilíbrio, a força potente deve ser de:
Força potente = 20 x 0,0981 m
Força potente = 1,962 N
A força potente deve ser de 1,962 N para que a barra homogênea permaneça em equilíbrio, com a força resistente de 20 kg sendo aplicada no centro da barra.
Conclusão
O cálculo da força potente em uma barra homogênea depende do peso da força resistente e da distância da força potente em relação às extremidades da barra. Para que a barra permaneça em equilíbrio, a força potente deve ser igual à força resistente e estar localizada no centro da barra. Utilizando as fórmulas corretas e as propriedades da barra homogênea, é possível calcular com precisão a força potente em uma barra homogênea.
