UNIOESTE 2018 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Um semáforo, em equilíbrio estático, está instalado em uma via urbana, e é sustentado por uma haste horizontal fixa em um poste vertical e por um cabo com inclinação de conforme a figura abaixo. Em relação à distribuição e intensidade das forças que atuam no ponto X, é CORRETO afirmar:
[Figura: um poste vertical com uma haste horizontal presa a ele; na ponta da haste, o ponto X, de onde pende o semáforo. Um cabo vai do ponto X até o alto do poste, formando 30° com a haste.]
(A) o semáforo é mantido em equilíbrio devido à atuação exclusiva de duas forças no ponto X: uma força vertical representada pelo vetor força peso do semáforo e outra de tração orientada ao longo do cabo.
(B) a força peso e a componente vertical da força de tração orientada ao longo do cabo formam um par ação-reação conforme a terceira Lei de Newton.
(C) para o sistema da figura, o aumento do ângulo entre o cabo e a haste horizontal de para gera acréscimo na intensidade da componente vertical da força de tração com o consequente aumento na força peso do semáforo.
(D) em relação a um eixo horizontal paralelo à haste e que passa pelo ponto X, o somatório das forças é diferente de zero, pois atua somente a componente horizontal da força de tração responsável por manter o semáforo fixo à haste horizontal.
(E) no sistema mostrado na figura, as componentes das forças que atuam em relação a um eixo horizontal que passa pelo ponto X têm soma igual a zero, assim como as componentes das forças que atuam em relação a um eixo vertical que passa pelo ponto X.
(Enunciado e figura: Vestibular UNIOESTE 2018 — Unioeste.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE).
Resolução comentada
O que a questão pede: identificar as forças no ponto X e aplicar a condição de equilíbrio.
As forças em X. São três: o peso do semáforo (vertical, para baixo), a tração no cabo (inclinada 30° acima da horizontal, apontando para o poste) e a força da haste (horizontal, empurrando X para fora do poste, pois a haste está comprimida). Em equilíbrio, a resultante é nula: as componentes se cancelam na horizontal e na vertical.
(A) Falsa. Com só o peso (vertical) e a tração (inclinada), a componente horizontal da tração ficaria sem equilíbrio. Falta a força da haste.
(B) Falsa. Peso e componente vertical da tração atuam no mesmo ponto e se equilibram; par ação e reação atua em corpos diferentes.
(C) Falsa. O peso do semáforo é e não depende do ângulo do cabo. Mudando o ângulo, muda a tração necessária, mas sua componente vertical continua igual ao peso.
(D) Falsa. Na horizontal atuam duas forças, a componente horizontal da tração e a força da haste, que se anulam. Em equilíbrio, a soma é zero em qualquer direção.
(E) Verdadeira. É a condição de equilíbrio do ponto: soma nula das componentes na horizontal e na vertical.
⚠️ A armadilha: esquecer a força da haste e cair na A. Sempre que um cabo inclinado sustenta algo, alguma outra força tem de equilibrar a componente horizontal da tração.
A ideia em uma frase: ponto em equilíbrio: soma das componentes nula na horizontal e na vertical — e para isso o cabo inclinado precisa da haste.
Resposta: alternativa E (soma nula das componentes nas duas direções).
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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