Sobre o tema
Em problemas de estática de estruturas com forças elétricas e gravitacionais, o equilíbrio é condicionado pela soma nula de forças e momentos. Aqui, uma estrutura triangular com apoios em A e B sustenta uma partícula carregada em C, submetida a campo elétrico vertical. O apoio A só reage horizontalmente, enquanto B reage nas duas direções. Para determinar a reação em A, utiliza-se o somatório de momentos em relação a B, eliminando as incógnitas desse apoio. O cálculo envolve decompor forças, considerar o peso da barra BC e a força elétrica sobre a partícula, além do ponto de aplicação. Questões como essa são comuns em concursos militares, testando a integração de conceitos de eletrostática e mecânica.
Tópicos relacionados
- Estática de estruturas rígidas
- Força elétrica sobre partícula carregada
- Equilíbrio de momentos
- Reações em apoios
- Decomposição de forças
Enunciado
: 0,25
A figura apresenta uma estrutura formada pelas barras AB, BC e CA. Essa estrutura est� apoiada
na parede vertical nos pontos A e B. O apoio A permite rea��es apenas na dire��o do eixo x,
enquanto o apoio B permite rea��es nas dire��es dos eixos x e y. Na extremidade C da estrutura
est� posicionada uma part�cula de carga Q e massa M . A estrutura est� em uma regi�o do espa�o
submetida a um campo el�trico vertical de m�dulo E e sentido de cima para baixo.
Dados:
� comprimento da barra BC: 4 m;
� comprimento da barra AB: 3 m;
� massa da barra BC: 2,5 kg;
� massa da part�cula: M = 0,3 kg;
� carga da part�cula: Q = -5 C;
� intensidade do campo el�trico: 4,6 N/C;
� acelera��o da gravidade: g = 10 m/s�.
Observa��es:
� os apoios n�o admitem torque;
� as massas das barras AB e AC s�o desprez�veis;
� a distribui��o de massa da barra BC � uniforme.
O m�dulo da rea��o no apoio A, em N, � aproximadamente:
(A) 10 (B) 17 (C) 19 (D) 21 (E) 23
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Perguntas frequentes
Como calcular a força elétrica sobre uma partícula em um campo uniforme?
A força elétrica é dada por F = Q * E, onde Q é a carga e E o campo. Se Q for negativa, a força tem sentido oposto ao campo.
O que é um apoio que só permite reação horizontal?
É um apoio que impede deslocamento horizontal mas permite vertical, logo só exerce força horizontal. Exemplo: um pino deslizante em uma guia vertical.
Por que somar momentos em torno de B para achar reação em A?
Porque as reações em B (desconhecidas) não geram momento em relação a B, simplificando a equação. Assim, isola-se a reação horizontal em A.