QUESTÃO 11
Na natureza, observa-se que a razão entre o diâmetro dos membros de sustentação de um animal e a sua altura é tanto menor quanto menor for o
animal (ver figura A). Todavia, os diminutos seres humanos descritos no livro
“Viagens de Gulliver” (Jonathan Swift, 1726) e no filme “Downsizing”
(2017) têm essa razão mantida, diferentemente do que ocorre na natureza.
Para ilustrar o comportamento da natureza, vamos tratar um caso simples:
duas caixas cúbicas de água, uma grande – com lado S = 4,0 m e massa 4 M = × 6,4 10 kg –, e outra pequena – com lado e massa
a) Suponha que cada caixa esteja em equilíbrio estático e seja sustentada por uma coluna
de seção reta quadrada, centrada no fundo, conforme a figura B. Os lados das colunas
são D = 0,4 m (caixa grande) e d (caixa pequena). Qual deve ser o tamanho d dos lados
da coluna da caixa pequena para que a pressão exercida sobre essa coluna seja igual à
pressão exercida pela caixa grande sobre a sua própria coluna?
b) Vamos supor agora que o equilíbrio estático da caixa grande seja garantido por duas
colunas de sustentação. As forças atuando na caixa são: o peso P,
no centro de massa CM, e as forças 1F
e 2F
exercidas
pelas colunas. As linhas (tracejadas) de atuação das três forças estão contidas no plano vertical mostrado na figura C (no espaço de respostas). O módulo do torque resultante sobre a caixa, em relação ao ponto O, é dado
por: ( ) 1 21 2 , τ O =− + Px F x x
sendo x1 = 1,8 m e
Calcule os módulos das forças 1F
e 2F .
x2
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