FísicaENEMBNCC EM13CNT204Difícil⏱ longo

Uma viga homogênea e horizontal de comprimento 6,0 m e massa 20 kg está apoiada numa articulação no extremo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT204

Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma viga homogênea e horizontal de comprimento 6,0 m e massa 20 kg está apoiada numa articulação no extremo esquerdo e presa no extremo direito por uma haste tensa que forma 30° com a horizontal. No ponto a 4,0 m da articulação pendura-se uma massa pontual de 50 kg. Usar g = 10 m/s². Determine as reações na articulação (componentes Hx, Hy) e a tração T na haste para equilíbrio estático.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Forças: peso da viga Wv = m_v·g = 20·10 = 200 N atuando no centro (x=3,0 m); peso da massa Wm = 50·10 = 500 N em x=4,0 m. T tem componentes Tx = T·cos30 = 0,8660T e Ty = T·sin30 = 0,5T. Equilíbrio de momentos em torno da articulação: SM=0 => Ty·6,0 - Wv·3,0 - Wm·4,0 = 0 ? 0,5T·6,0 - 200·3,0 - 500·4,0 = 0 ? 3,0T - 600 - 2000 = 0 ? T = 2600/3,0 = 866,7 N. Equilíbrio horizontal: SFx=0 ? Hx + Tx = 0 ? Hx = -T·cos30 = -866,7·0,8660 = -750,0 N (direção para a esquerda). Equilíbrio vertical: SFy=0 ? Hy + Ty - Wv - Wm = 0 ? Hy = Wv + Wm - Ty = 200 + 500 - 0,5·866,7 = 266,7 N (para cima). Resultados: T ˜ 8,67×10^2 N; Hx ˜ -7,50×10^2 N; Hy ˜ 2,67×10^2 N.

Explicação

A análise das forças e momentos garante que todas as condições de equilíbrio estático sejam atendidas, considerando tanto as forças verticais quanto as horizontais. O cálculo das reações na articulação e da tração na haste leva em conta a distribuição de pesos e a geometria do sistema, resultando em valores que equilibram as forças atuantes. Assim, a solução apresentada reflete a aplicação adequada das leis da física para o problema proposto.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

equilíbrio estático

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

equilíbrio de forças · momentos em um corpo

📚 Reveja

Revisar as condições de equilíbrio e decomposição de forças.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir as forças atuantes na viga, não considerando corretamente a decomposição da força da haste e a força peso da massa pendurada.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Equilíbrio de Ponto Material e Corpo Rígido

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog