Instituto Superior Técnico
Ano lectivo: 2014/2015
Mecânica Aplicada II
4ª Série de Problemas
4.1. Um armário com o peso de 50 lb-força encontra-se montado sobre rodas, permitindo assim que este se mova livremente
(𝜇 = 0) sobre o chão. Se uma força de 25 lb-força for aplicada
como esquematizado na figura, determine:
(a) a aceleração do armário;
(b) a gama de valores de h para que o armário não tombe.
NB: 100 lb = 45,4 kg; 10 in = 254 mm; g = 9,8 m/s2 = 32 ft/s2
4.2. O volante ilustrado na figura tem um raio de 600 mm, massa de
144 kg e um raio de giração de 450 mm. O bloco A, com uma massa de
18 kg, encontra-se ligado a um cabo enrolado em torno do volante, e o
sistema inicia o movimento a partir do repouso. Desprezando o efeito
do atrito, determine:
(a) a aceleração do bloco A:
(b) a velocidade do bloco A, depois de este se ter deslocado 1,8 m.
4.3. Uma placa semi-circular uniforme com o peso de
12 lb-força encontra-se suspensa através de três fios
verticais ligados aos pontos A, B e C. No instante
ilustrado na figura é aplicada no ponto B uma força 𝑃⃗
com a intensidade de 1 lb-força. Imediatamente após a
força ser aplicada, determine a aceleração:
(a) do centro de massa da placa;
(b) do ponto C.
NB: 100 lb = 45,4 kg; 10 in = 254 mm; g = 9,81 m/s2 = 32,2 ft/s2
Cursos: MEAer
4.4. Uma esfera de raio r e massa m é lançada ao longo de uma superfície
rugosa com as velocidades iniciais indicadas na figura. Se a velocidade final
da esfera for nula, exprima, em termos de v0, r e k:
(a) a intensidade requerida para 0;
(b) o instante t1 em que a esfera se imobiliza;
(c) a distância que a esfera irá percorrer antes de parar.
4.5. O centro de gravidade G de uma roda desequilibrada com o peso de 3,5 lb-força encontra-se situado a uma distância r do respectivo centro geométrico B. O raio da roda é R e o
correspondente raio de giração baricêntrico vale 2,2 in. No instante ilustrado na figura, o centro B
da roda tem uma velocidade de 1,05 ft/s e uma aceleração de 3,6 ft/s 2, ambas dirigidas para a
esquerda. Sabendo que a roda rola sem escorregar e desprezando a massa do garfo AB, determine
a força horizontal 𝑃⃗ aplicada no garfo.
NB: 100 lb = 45,4 kg; 10 in = 254 mm; 10 ft = 3,05 m; g = 9,81 m/s2 = 32,2 ft/s2