Questão de Física — Dinâmica — IF-ES 2024

Um homem deseja instalar uma antena de satélite no telhado de sua casa e resolve colocar uma escada em cima de uma caixa de madeira preenchida com areia para que fique bem pesada, podendo alcançar o telhado sem que tudo desmorone. Cada degrau da escada está separado por uma distância d. A massa da escada é m e a massa do homem segurando a antena é 10m. A escada tem 9 degraus, sua altura é 10d e sua base é colocada no meio da distância x representada na figura (sendo que x = d e h = 2d). Nessa configuração, o cosseno do ângulo θ é 12/13. O arranjo permite que o homem possa subir e colocar os dois pés no último degrau, sem que o sistema desmorone. Admita que não há deslizamentos nem na base da escada, nem na base da caixa, que o atrito no contato da escada com a parede seja desprezível e que o homem suba os degraus sem usar as mãos. Qual é, aproximadamente, o menor valor da massa da caixa com areia para que o arranjo funcione sem desmoronar?

1. A4,9m
2. B6,9m
3. C8,9m
4. D11m
5. E13m