FAMECA 2020 (2º dia) — questão 17 de Física

Enunciado em texto
Uma barra rígida e homogênea, de comprimento 2,0 m, peso 100 N e volume 1,25 × m³, está com suas extremidades apoiadas em dois suportes verticais de mesma altura. Uma pessoa de peso 600 N se pendura na barra, com uma mão no centro da barra e a outra a 0,50 m de distância, como mostra a figura.
(Figura: barra horizontal apoiada nas extremidades em dois suportes verticais; uma pessoa pendurada nela, com uma das mãos a 1,0 m da extremidade esquerda (no centro da barra) e a outra 0,50 m à direita da primeira, ou seja, a 0,50 m da extremidade direita.)
(www.ativo.com. Adaptado.)
a) Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 m/s², calcule a densidade do material, em kg/m³, que constitui a barra.
b) Sabendo que as intensidades das forças aplicadas por ambas as mãos da pessoa sobre a barra são iguais, determine, em newtons, as intensidades das forças exercidas pelos suportes sobre as extremidades da barra.
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2020, Conhecimentos Específicos — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: (a) a densidade da barra; (b) as forças dos dois suportes, com a pessoa pendurada.
Item (a) — massa e densidade. A massa da barra é kg:
Item (b) — as forças sobre a barra. Cada mão puxa a barra para baixo com metade do peso da pessoa, 300 N: uma no centro (a 1,0 m da ponta esquerda) e outra a 1,5 m da ponta esquerda. O peso da barra, 100 N, age no centro. Os suportes empurram para cima: na ponta esquerda e na direita.
Item (b) — momentos em relação à ponta esquerda. Assim não entra na conta:
Item (b) — soma das forças. As forças para cima equilibram as para baixo, N:
Conferindo: momentos em relação à ponta direita: , e N. Bate.
⚠️ A armadilha: dividir os 700 N igualmente entre os suportes (350 N cada). Como a pessoa está deslocada para a direita, o suporte da direita carrega mais. Outro erro é trocar os valores entre os suportes: o maior (425 N) é o do lado em que está a mão deslocada.
A ideia em uma frase: densidade é massa sobre volume; numa barra em equilíbrio, a soma das forças e a soma dos momentos são nulas.
Resposta: (a) kg/m³; (b) 275 N no suporte da esquerda e 425 N no suporte da direita (o mais próximo da mão deslocada).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.