PUC-RS 2012 (inverno) — questão 1 de Física

Enunciado em texto
Uma régua apoiada numa superfície horizontal pode girar sobre a mesma vinculada a um pino localizado na marca de 80cm. Uma força horizontal está sendo aplicada perpendicularmente à régua na marca de 0cm, como é mostrado na figura a seguir.
[Figura: régua de 0cm a 100cm, com marcas a cada 20cm; o pino está na marca de 80cm. Na extremidade de 0cm, a força aponta perpendicularmente à régua (para cima no desenho).]
Supondo-se que quaisquer forças dissipativas possam ser desprezadas, a força horizontal que deve ser aplicada na marca de 100cm para evitar que a régua gire em torno do pino deve ter
(A) , na mesma direção e sentido de .
(B) , na mesma direção, mas em sentido contrário a .
(C) , na mesma direção e sentido de .
(D) , na mesma direção, mas em sentido contrário a .
(E) , na mesma direção e sentido de .
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2012 (Inverno) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: a intensidade e o sentido da força na marca de 100 cm que impede a régua de girar.
Passo 1 — os braços de alavanca, medidos a partir do pino (80 cm):
• , na marca de 0 cm: braço de 80 cm;
• , na marca de 100 cm: braço de 20 cm.
Passo 2 — o sentido. e estão em lados opostos do pino. Duas forças no mesmo sentido, uma de cada lado do pino, giram a régua em sentidos contrários. Por isso, para cancelar o giro, tem de ter o mesmo sentido de . (Pense numa gangorra: duas crianças de lados opostos são ambas puxadas para baixo pelo peso, e se equilibram.)
Passo 3 — a intensidade. Os momentos em relação ao pino têm de se anular:
O pino segura a régua contra o deslocamento (ele faz a força que falta para a resultante ser zero); o equilíbrio de rotação é garantido pela igualdade dos momentos.
⚠️ A armadilha: achar que, para “segurar”, a força tem de ser contrária (alternativa D). Do outro lado do pino, uma força contrária giraria a régua no mesmo sentido que .
A ideia em uma frase: braço 4 vezes menor exige força 4 vezes maior; e, de lados opostos do pino, forças de mesmo sentido giram em sentidos contrários.
Resposta: alternativa C (, mesmo sentido).
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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