Exercícios extra sobre força e equilíbrio
1-) Considere uma pessoa sentada com a perna na vertical e os pés suspensos. Essa pessoa está com
uma bota de exercício com peso. Considere que a massa da perna e do pé seja 3,5 kg (35 N), que a
massa da bota seja 1,35 kg (13,5 N) e que a massa do peso seja 4,5 kg (45 N). Procure representar
as forças que atuam na perna e determine a resultante dessas forças que deve ser compensada pelas
forças que atuam na articulação do joelho.
2-) O atrito estático entre um calçado e o chão de uma quadra de basquete é 0,56 e a força normal
que atua no calçado é 350 N. Determine a força horizontal necessária para causar o deslizamento do
calçado.
3-) Considere uma pessoa mantendo seu antebraço e palma da mão na horizontal e seu braço na
vertical. Sobre a palma da mão está um haltere com peso P de 15 N. A distância entre este haltere e
o eixo de rotação (O) que se localiza na junção entre a ulna e o úmero no cotovelo é de 30 cm:
a) Calcule o torque produzido pelo peso do objeto;
b) Calcule a força muscular exercida pelo músculo bíceps cujo o tendão está inserido no rádio a 3,5
cm de O .Considere somente essas 2 forças e que o antebraço está em equilíbrio.
4-) Considere no exercício anterior. Introduza nele agora o peso do antebraço-mão no valor de 20 N
que está aplicado a 15 cm de O . Calcule:
a) o momento do peso antebraço-mão;
b) a força muscular exercida pelo músculo bíceps.
P
D
Posição
horizonta
mb
5-) Um exercício muito comum para o fortalecimento do músculo tríceps é a chamada rosca
francesa que consiste em elevar um altere de peso P acima da cabeça como mostra a figura abaixo.
Sabendo que o peso P possui módulo de 60 N (cerca de 6 kg) a distância da mão ao cotovelo que é
o ponto de rotação do antebraço é mb=20 cm e a distância entre o cotovelo e o ponto onde se
inicia o músculo tríceps é D=4cm . O peso do antebraço e da mão juntos correspondem a 15N e
esta força é aplicada na metade da distância mb . a-) Na posição horizontal (ilustrada na figura)
qual o módulo, sentido e direção da força exercida pelo tríceps? b-) Qual o módulo, sentido e
direção da força exercida pela estrutura óssea na posição horizontal? c-) Na posição vertical
indicada na figura, qual seria o valor da força exercida pela estrutura óssea desprezando-se a
rotação? Explique
Tríceps
Ilustração 1: Figura ilustrativa do problema 1. Cuidado pois as
distâncias não estão em escala.
Respostas.
1-) 93,5 N
2-) 196 N
3-) a) -4,5 N.m; b) 128,6 N
4-) a) -3,0 N.m; b) 214,3 N
5-) a-)337,5 N na direção vertical no sentido de cima para baixo, b-) 412, 5 N na direção vertical no
sentido de baixo para cima, c-) 75 N na direção vertical no sentido de baixo para cima.