Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Média⏱ longo

Explique as condições de equilíbrio estático de um corpo rígido sob forças concorrentes e aplique-as para…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Explique as condições de equilíbrio estático de um corpo rígido sob forças concorrentes e aplique-as para calcular as reações em um apoio articulado: viga horizontal de 4,0 m, peso equivalente da viga Wv = 40 N atuando ao centro (2,0 m), carga concentrada P = 100 N aplicada no extremo direito (4,0 m), apoio articulado no extremo esquerdo. Determine as reações horizontal e vertical no apoio e apresente os passos do cálculo (use g = 10 m/s² quando necessário).

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

Resposta esperada

Condições de equilíbrio estático para um corpo rígido: soma vetorial das forças é zero (SFx = 0 e SFy = 0) e soma dos momentos em torno de um ponto é zero (SM = 0). Exemplo: viga de 4,0 m com Wv = 40 N em 2,0 m e P = 100 N em 4,0 m, apoio articulado esquerdo fornece reações Ax (horizontal) e Ay (vertical). 1) SFx = 0 ? Ax = 0 (não há outras forças horizontais). 2) SFy = 0 ? Ay - Wv - P = 0 ? Ay = Wv + P = 40 N + 100 N = 140 N. 3) SM_A = 0 (momentos em torno do apoio A): -Wv·2,0 m - P·4,0 m + (momentos de reações no apoio) = 0; como o apoio articulado não fornece momento resistente, a equação confirma Ay já calculada. Resultado: Ax = 0 N; Ay = 140 N. Procedimento: desenhar diagrama de corpo livre, aplicar SFx = 0, SFy = 0 e SM = 0 e resolver as equações para as incógnitas.

Explicação

As condições de equilíbrio estático garantem que a soma das forças e dos momentos atuantes sobre o corpo seja nula, o que é essencial para que o corpo permaneça em repouso. No cálculo, a análise das forças verticais e a aplicação do princípio dos momentos em relação ao apoio permitem determinar as reações no apoio articulado. O procedimento seguido, que inclui a elaboração de um diagrama de corpo livre e a resolução das equações, confirma a validade dos valores encontrados para as reações.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Criar

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 rígido

📚 Reveja

Revisar as condições de equilíbrio de corpos rígidos e cálculos de reações em apoios.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir as forças verticais e horizontais, não aplicando corretamente as condições de equilíbrio para resolver o problema.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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