EEAR 2017 (CFS 2) — questão 73 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto deve valer $F_2$ (a força para baixo) para a soma das quatro forças dar zero.

Passo 1 — decompor $F_3$. O ângulo de 60° é medido a partir do eixo x, então:

$$F_{3x} = 10 \cos 60^{\circ} = 10 \times 0{,}5 = 5\ \text{N}$$

$$F_{3y} = 10\,\text{sen}\,60^{\circ} = 10 \times 0{,}86 = 8{,}6\ \text{N}$$

Passo 2 — conferir o eixo x. Para a direita, só $F_{3x} = 5$ N; para a esquerda, $F_4 = 5$ N. Já está equilibrado: $F_2$ não precisa (nem pode) mexer nisso, pois é vertical.

Passo 3 — equilibrar o eixo y. Para cima: $F_1 + F_{3y}$. Para baixo: só $F_2$. Resultante nula exige:

$$F_2 = F_1 + F_{3y} = 10 + 8{,}6 = 18{,}6\ \text{N}$$

⚠️ A armadilha: esquecer a parte vertical de $F_3$ e responder só $F_2 = F_1 = 10$ N (alternativa C). A força inclinada também empurra para cima.

A ideia em uma frase: resultante nula é soma zero em cada eixo: decomponha a força inclinada e equilibre x e y separadamente.

Resposta: alternativa D (18,6 N).