Questão 3

UNICAMP 2005

Física

(UNICAMP - 2005 - 2a fase - Questão 3)

Uma das aplicações mais comuns e bem sucedidas de alavancas são os alicates. Esse instrumento permite amplificar a força aplicada (Fa), seja para cortar (Fc ), ou para segurar materiais pela ponta do alicate (Fp).

a) Um arame de aço tem uma resistência ao corte de 1,3 x 109 N/m2 , ou seja, essa é a pressão mínima que deve ser exercida por uma lâmina para cortá-lo. Se a área de contato entre o arame e a lâmina de corte do alicate for de 0,1 mm2 , qual a força Fc necessária para iniciar o corte?

b) Se esse arame estivesse na região de corte do alicate a uma distância dc = 2 cm do eixo de rotação do alicate, que força Fa deveria ser aplicada para que o arame fosse cortado? (da = 10 cm)

Gabarito:

Resolução:

a) Pela definição de pressão:

$p=frac{F_c}{A}Rightarrow F_c=pA=1,3cdot 10^9cdot 0,1cdot (10^{-3})^2\F_c=130 N$

b) O somatório dos torques em relação ao eixo de rotação deve ser zero. Assim:

$F_ccdot d_c=F_acdot d_a\130cdot 2 = F_acdot 10\F_a = 26 N$

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