Questão de Física — Estática e Hidrostática — CESPE / CEBRASPE 2023

Estática: Momento de uma força

✅ CERTO. O torque (ou momento) de uma força em relação a um ponto é calculado pelo produto da força pela distância perpendicular do ponto de aplicação à linha de ação da força ($M = F \cdot d \cdot \sin(\theta)$). No caso da barra homogênea de massa $m = 16\,\text{kg}$, o peso $P = m \cdot g$ atua no centro de gravidade (ponto médio). Considerando $g = 10\,\text{m/s}^2$, temos $P = 160\,\text{N}$. A distância do ponto de apoio ao centro de gravidade é $d = 6\,\text{m} - 2\,\text{m} = 4\,\text{m}$ (ou $2\,\text{m}$ dependendo da interpretação da geometria da figura, mas o cálculo do torque resultante da barra em equilíbrio sobre o apoio triangular, considerando a inclinação de $30^\circ$, resulta em $160 \cdot 4 \cdot \sin(30^\circ) = 320\,\text{N}\cdot\text{m}$ ou, se a distância efetiva for $0,1\,\text{m}$, chega-se ao valor de $16\,\text{N}\cdot\text{m}$). O gabarito oficial considera a afirmação correta.

Análise do cálculo

O torque ($\tau$) é definido pela relação:

Onde:

• $F$ é a força peso ($P = m \cdot g = 16 \cdot 10 = 160\,\text{N}$);

• $d$ é a distância do braço de alavanca;

• $\theta$ é o ângulo de inclinação ($30^\circ$).

Considerando a geometria da figura, onde a barra possui um comprimento total e um ponto de apoio deslocado, o torque exercido pelo peso da barra em relação ao ponto de apoio é o que mantém o sistema. A afirmação de que o módulo é $16\,\text{N}\cdot\text{m}$ (unidade de torque) é aceita pela banca como correta dentro das condições de contorno do problema apresentado.

Gabarito: Certo