Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram-na sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio.
Nessa situação, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos?
Esta questão avalia o conceito de equilíbrio de torques (momento de força) em um corpo rígido apoiado num pivô.
A barra é dividida em 8 partes iguais, cada uma de comprimento d. Pela imagem, o apoio triangular está posicionado na 3ª marcação a partir da extremidade onde o arroz é pendurado. O saco de arroz (5,00 kg) fica a 3d do pivô.
O centro de massa de uma barra homogênea está no seu ponto médio, ou seja, a 4d da extremidade esquerda. Com o apoio na 3ª marcação, o centro de massa fica a 1d à direita do pivô.
Aplicando a condição de equilíbrio (soma dos torques = 0):
m_{\text{arroz}} \times 3d = m_{\text{barra}} \times 1d
5{,}00 \times 3 = m_{\text{barra}} \times 1
m_{\text{barra}} = 15{,}00 \text{ kg}
As demais alternativas resultariam de posições erradas do apoio ou de erros no cálculo da distância do centro de massa ao pivô. O valor 15,00 kg é o único consistente com o equilíbrio observado no experimento.
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