EEAR 2018 (CFS 2) — questão 96 de Física

Enunciado em texto
Uma barra de 6 m de comprimento e de massa desprezível é montada sobre um ponto de apoio (O), conforme pode ser visto na figura. Um recipiente cúbico de paredes finas e de massa desprezível com 20 cm de aresta é completamente cheio de água e, em seguida, é colocado preso a um fio na outra extremidade. A intensidade da força , em N, aplicada na extremidade da barra para manter em equilíbrio todo o conjunto (barra, recipiente cúbico e ponto de apoio) é
Adote:
1) o módulo da aceleração da gravidade no local igual a ;
2) densidade da água igual a ; e
3) o fio, que prende o recipiente cúbico, ideal e de massa desprezível.
[Figura: barra horizontal apoiada no ponto O, que fica a 2 m da extremidade esquerda e a 4 m da direita. Na extremidade esquerda, a força aponta para baixo; na direita, o recipiente cúbico está pendurado por um fio.]
a) 40
b) 80
c) 120
d) 160
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2018 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: a força na ponta esquerda que equilibra o cubo de água pendurado na ponta direita.
Passo 1 — o peso do cubo. O volume é ; com 1,0 g/cm³, a massa é 8000 g = 8 kg (8 litros de água):
Passo 2 — momentos em relação a O. A barra não tem peso; para não girar, o momento de F (braço de 2 m) tem de igualar o do peso do cubo (braço de 4 m):
Conferindo: o braço de F é metade do braço do cubo, então F tem de ser o dobro do peso: 2 · 80 = 160 N.
⚠️ A armadilha: trocar os braços: dá 40 N, a alternativa A. Ou achar que basta igualar F ao peso, 80 N (alternativa B).
A ideia em uma frase: na alavanca em equilíbrio, força vezes braço de um lado é igual a força vezes braço do outro.
Resposta: alternativa D (160 N).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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