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segunda-feira, 1 de setembro de 2014

Aula 10 - Tipos de equilíbrio e o Duplo cone

01. O dispositivo a seguir é composto de uma haste cilíndrica de metal e um disco de madeira, no qual existe um furo central. A haste passa justa nesse furo de forma que o disco pode ser deslocado através do comprimento da haste, conforme a figura a seguir



Caso você tente equilibrar a haste na ponta do dedo indicador, é bem mais simples equilibrar o sistema com o disco colocado na sua parte superior ou na parte inferior?

R: Na parte inferior, pois o equilíbrio será mais estável devido seu centro de gravidade está abaixo do seu ponto de apoio, já o apoio do disco na parte superior será mais instável pois seu centro de gravidade ficará acima do ponto de apoio.

02. A figura a seguir mostra um móbile utilizado em berços de bebês. Descubra, por meio do conceito de equilíbrio, as massas, em gramas, de 


R:  i) 12 . 3  = 4 . m1 ->                                        m1 = 9 gramas

    ii)  2 . m2 = 5 . (12 + 9) ->                               m2 = 52,5 gramas

   iii) (12 + 9 + 52,5) . 4 = 6 . m3 ->                     m3 = 49 gramas

03. Podemos afirmar que o centro de massa coincide com o centro de gravidade de um objeto?
R:Tais pontos nem sempre coincidem já que nem sempre o campo gravitacional  pode ser considerado uniforme e constante por toda a extensão do corpo. Se as dimensões do corpo, principalmente verticais, forem pequenas a variação do vetor campo gravitacional é desprezível e o centro de gravidade coincide com o centro de massa Já para um arranha - céu por exemplo, a diferença entre o vetor campo gravitacional na base e no alto já pode ser considerada. Não podemos então afirmar que o centro de massa e o centro de gravidade coincidem, mesmo com a diferença entre esses dois pontos sendo miníma. O centro de gravidade deve estar ligeiramente abaixo do centro de massa, pois o vetor campo gravitacional é maior nos pontos pontos mais baixos do prédio.

04. Observe a figura a seguir, na qual existe uma pessoa deitada em uma prancha que se apoia em duas balanças.


Qual das duas balanças terá uma indicação maior?

R:  A balança da esquerda (sob os braços da pessoa) terá uma indicação maior, pois seu centro de massa esta mais próxima desta.

05. É possível a seguinte situação de equilíbrio? ( O pedaço de madeira não está colado ou pregado na superfície horizontal).

R:   Sim, nesse caso o ponto de sustentação ao longo do plano do abridor estará  verticalmente acima do Centro de Gravidade ao longo do eixo de simetria da garrafa, fazendo com que esse equilíbrio seja estável.