PUC-RS 2020 — questão 34 de Física
Enunciado em texto
Dois pilares A e B sustentam, em posição horizontal, uma barra uniforme de 100 N e comprimento L. Um objeto com o peso de 800 N encontra-se apoiado na barra. Para manter o sistema em equilíbrio, o pilar A exerce uma força 3F em uma das extremidades da barra. Na outra extremidade, o pilar B exerce uma força F.
[Figura: a barra horizontal de comprimento L sobre o pilar A, na extremidade esquerda, e o pilar B, na extremidade direita. Em A, uma seta para cima com 3F; em B, uma seta para cima com F. O objeto (uma bola) está sobre a barra à distância X do pilar A.]
Qual o valor aproximado da distância X entre o pilar A e o objeto na barra?
(A) 0,11 L
(B) 0,22 L
(C) 0,38 L
(D) 0,44 L
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2020 (Verão) — 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: onde está o objeto, sabendo que o pilar A faz o triplo da força do pilar B.
Passo 1 — equilíbrio de forças. As forças para cima equilibram os pesos da barra e do objeto:
Passo 2 — equilíbrio de momentos em torno de A. Escolhendo A como polo, a força 3F não produz momento. O peso da barra atua no meio (L/2), o do objeto a X de A, e a força F de B a L de A:
Conferindo: o objeto está mais perto de A, e é por isso que A suporta mais força. Faz sentido.
⚠️ A armadilha: esquecer o peso da barra. Sem ele, 4F = 800, F = 200 N e 800X = 200L, o que dá X = 0,25L, que não está entre as alternativas. Os 100 N da barra, aplicados no meio, fazem diferença.
A ideia em uma frase: em equilíbrio, a soma das forças e a soma dos momentos são zero; tomando o polo num apoio, a conta fica com uma incógnita só.
Resposta: alternativa B (0,22 L).
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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