(UERJ-RJ) Para abrir uma porta, você aplica sobre a maçaneta, colocada a uma distância d da dobradiça, conforme a figura abaixo, uma força de módulo F perpendicular à porta
2. (UERJ-RJ) Para abrir uma porta, você aplica sobre a maçaneta, colocada a uma distância d da dobradiça, conforme a figura abaixo, uma força de módulo F perpendicular à porta.
Para obter o mesmo efeito, o módulo da força que você deve aplicar em uma maçaneta colocada a uma distância d/2 da dobradiça desta mesma porta, é:
- F/2
- F
- 2F
- 4F
- 5F/2
Resposta: C
Resolução:
Para abrir uma porta, é necessário aplicar um momento de força suficiente para superar o momento de força gerado pelo peso da porta. O momento de força é dado pelo produto da força aplicada pela distância da força ao eixo de rotação.
No caso da primeira situação, a força é aplicada a uma distância d da dobradiça, que é o eixo de rotação. Portanto, o momento de força é dado por:
M1 = F * d
Para obter o mesmo efeito na segunda situação, o momento de força deve ser o mesmo. No entanto, a distância da força ao eixo de rotação é agora d/2. Portanto, a força necessária deve ser o dobro da força aplicada na primeira situação:
M2 = F' * d/2
M1 = M2
F * d = F' * d/2
F' = 2F
Portanto, a resposta correta é (C), 2F.
Explicação detalhada
O momento de força é uma grandeza física que mede a tendência de uma força em causar rotação. É dado pelo produto da força aplicada pela distância da força ao eixo de rotação.
No caso da porta, o eixo de rotação é a dobradiça. Para abrir a porta, é necessário aplicar um momento de força suficiente para superar o momento de força gerado pelo peso da porta.
No primeiro caso, a força é aplicada a uma distância d da dobradiça. Portanto, o momento de força é dado por:
M1 = F * d
No segundo caso, a distância da força ao eixo de rotação é agora d/2. Portanto, a força necessária deve ser o dobro da força aplicada na primeira situação para que o momento de força seja o mesmo:
M2 = F' * d/2
F * d = F' * d/2
F' = 2F