Mecânica IV · Episódio 3

A torre que inclina há quase 850 anos e não cai

Centro de gravidade e tombamento

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 31 / 20

O caso

Torre de Pisa em escala, inclinada 3,97° com o topo fora da vertical
  • 1173: fundações · 1178: começa a afundar de um lado
  • 14 700 t · 55,86 m · base de 15,5 m · fundação de só 3 m
  • 1990: 5,5° e portões fechados
  • 1993–2001: de solo retirados → volta 45 cm · hoje 3,97°
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 32 / 20

O caso

Torre de Pisa em escala, inclinada 3,97° com o topo fora da vertical
  • 1173: fundações · 1178: começa a afundar de um lado
  • 14 700 t · 55,86 m · base de 15,5 m · fundação de só 3 m
  • 1990: 5,5° e portões fechados
  • 1993–2001: de solo retirados → volta 45 cm · hoje 3,97°
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 32 / 20

O caso

Torre de Pisa em escala, inclinada 3,97° com o topo fora da vertical
  • 1173: fundações · 1178: começa a afundar de um lado
  • 14 700 t · 55,86 m · base de 15,5 m · fundação de só 3 m
  • 1990: 5,5° e portões fechados
  • 1993–2001: de solo retirados → volta 45 cm · hoje 3,97°
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 32 / 20

O caso

Torre de Pisa em escala, inclinada 3,97° com o topo fora da vertical
  • 1173: fundações · 1178: começa a afundar de um lado
  • 14 700 t · 55,86 m · base de 15,5 m · fundação de só 3 m
  • 1990: 5,5° e portões fechados
  • 1993–2001: de solo retirados → volta 45 cm · hoje 3,97°
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 32 / 20

Pergunta do episódio

Torta há séculos: o que a mantém de pé — e o que de fato a ameaça?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 33 / 20

Conceito 1 — Centro de gravidade

Barra leve com 6 kg e 2 kg e o CG perto da esfera pesada
Anel e placa em L com o CG no vazio
  • CG: ponto onde age o peso total
  • posição: média ponderada pelos pesos (ou massas)
  • corpo simétrico: centro geométrico · pode cair fora do corpo
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 34 / 20

Conceito 1 — Centro de gravidade

Barra leve com 6 kg e 2 kg e o CG perto da esfera pesada
Anel e placa em L com o CG no vazio
  • CG: ponto onde age o peso total
  • posição: média ponderada pelos pesos (ou massas)
  • corpo simétrico: centro geométrico · pode cair fora do corpo
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 34 / 20

Conceito 1 — Centro de gravidade

Barra leve com 6 kg e 2 kg e o CG perto da esfera pesada
Anel e placa em L com o CG no vazio
  • CG: ponto onde age o peso total
  • posição: média ponderada pelos pesos (ou massas)
  • corpo simétrico: centro geométrico · pode cair fora do corpo
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 34 / 20

Exemplo resolvido — duas esferas

Barra leve de 1 m · 6 kg numa ponta, 2 kg na outra

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • da esfera de 6 kg
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 35 / 20

Exemplo resolvido — duas esferas

Barra leve de 1 m · 6 kg numa ponta, 2 kg na outra

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • da esfera de 6 kg
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 35 / 20

Exemplo resolvido — duas esferas

Barra leve de 1 m · 6 kg numa ponta, 2 kg na outra

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • da esfera de 6 kg
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 35 / 20

Conceito 2 — Base de apoio

Bases vistas de cima: mesa, pessoa e torre
  • polígono convexo em volta de todos os contatos
  • inclui o chão vazio entre os pés
  • normal total igual ao peso, distribuída · só age dentro da base
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 36 / 20

Conceito 2 — Base de apoio

Bases vistas de cima: mesa, pessoa e torre
  • polígono convexo em volta de todos os contatos
  • inclui o chão vazio entre os pés
  • normal total igual ao peso, distribuída · só age dentro da base
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 36 / 20

Conceito 2 — Base de apoio

Bases vistas de cima: mesa, pessoa e torre
  • polígono convexo em volta de todos os contatos
  • inclui o chão vazio entre os pés
  • normal total igual ao peso, distribuída · só age dentro da base
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 36 / 20

Exemplo resolvido — a base da mesa

Mesa com pés nos cantos de um retângulo de 0,8 m por 1,2 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • o meio sem pés também conta
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 37 / 20

Exemplo resolvido — a base da mesa

Mesa com pés nos cantos de um retângulo de 0,8 m por 1,2 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • o meio sem pés também conta
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 37 / 20

Exemplo resolvido — a base da mesa

Mesa com pés nos cantos de um retângulo de 0,8 m por 1,2 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • o meio sem pés também conta
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 37 / 20

Conceito 3 — Tombamento

Bloco inclinado a 10°, 22° e 35°: volta, limite, tomba
Bandeja na palma: fica com o copo no meio, cai com o copo na ponta
  • polo na borda · vertical do CG decide
  • dentro: volta · na borda: limite · fora: tomba
  • limite (tombar não é escorregar):
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 38 / 20

Conceito 3 — Tombamento

Bloco inclinado a 10°, 22° e 35°: volta, limite, tomba
Bandeja na palma: fica com o copo no meio, cai com o copo na ponta
  • polo na borda · vertical do CG decide
  • dentro: volta · na borda: limite · fora: tomba
  • limite (tombar não é escorregar):
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 38 / 20

Conceito 3 — Tombamento

Bloco inclinado a 10°, 22° e 35°: volta, limite, tomba
Bandeja na palma: fica com o copo no meio, cai com o copo na ponta
  • polo na borda · vertical do CG decide
  • dentro: volta · na borda: limite · fora: tomba
  • limite (tombar não é escorregar):
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 38 / 20

Exemplo resolvido — bloco na prancha

Bloco na prancha a 22°, linha do peso na borda de baixo

Bloco de 0,4 m por 1,0 m, CG no centro · atrito segura

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • bloco de 0,6 m: → cerca de 31°
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 39 / 20

Exemplo resolvido — bloco na prancha

Bloco na prancha a 22°, linha do peso na borda de baixo

Bloco de 0,4 m por 1,0 m, CG no centro · atrito segura

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • bloco de 0,6 m: → cerca de 31°
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 39 / 20

Exemplo resolvido — bloco na prancha

Bloco na prancha a 22°, linha do peso na borda de baixo

Bloco de 0,4 m por 1,0 m, CG no centro · atrito segura

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • bloco de 0,6 m: → cerca de 31°
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 39 / 20

Conceito 4 — A torre em números

Torre com o CG a 28 m e a linha do peso a 1,9 m do centro da base
A torre a 3,97°, 5,5° e 15°
  • modelo: cilindro uniforme · CG a 28 m (estimativa)
  • desvio do CG: · raio da base: cerca de 7,7 m
  • rígido: limite perto de 15° · real: solo e pedra cedem antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 310 / 20

Conceito 4 — A torre em números

Torre com o CG a 28 m e a linha do peso a 1,9 m do centro da base
A torre a 3,97°, 5,5° e 15°
  • modelo: cilindro uniforme · CG a 28 m (estimativa)
  • desvio do CG: · raio da base: cerca de 7,7 m
  • rígido: limite perto de 15° · real: solo e pedra cedem antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 310 / 20

Conceito 4 — A torre em números

Torre com o CG a 28 m e a linha do peso a 1,9 m do centro da base
A torre a 3,97°, 5,5° e 15°
  • modelo: cilindro uniforme · CG a 28 m (estimativa)
  • desvio do CG: · raio da base: cerca de 7,7 m
  • rígido: limite perto de 15° · real: solo e pedra cedem antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 310 / 20

Exemplo resolvido — o desvio do CG

CG a 28 m · hoje a 3,97° · em 1990 a 5,5°

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • ambos dentro da base
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 311 / 20

Exemplo resolvido — o desvio do CG

CG a 28 m · hoje a 3,97° · em 1990 a 5,5°

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • ambos dentro da base
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 311 / 20

Exemplo resolvido — o desvio do CG

CG a 28 m · hoje a 3,97° · em 1990 a 5,5°

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • ambos dentro da base
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 311 / 20

Exemplo resolvido — ângulo-limite e topo

Raio 7,7 m · CG a 28 m · topo a 55,9 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • topo fora da vertical, hoje
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 312 / 20

Exemplo resolvido — ângulo-limite e topo

Raio 7,7 m · CG a 28 m · topo a 55,9 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • topo fora da vertical, hoje
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 312 / 20

Exemplo resolvido — ângulo-limite e topo

Raio 7,7 m · CG a 28 m · topo a 55,9 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • topo fora da vertical, hoje
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 312 / 20

Conceito 5 — Estabilidade

Carro baixo e caminhão alto, com os ângulos-limite
Esfera na tigela, no topo da calota e no plano
  • estável: CG baixo + base larga · a massa não entra
  • afastar e soltar: CG sobe → estável · desce → instável
  • CG na mesma altura → indiferente
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 313 / 20

Conceito 5 — Estabilidade

Carro baixo e caminhão alto, com os ângulos-limite
Esfera na tigela, no topo da calota e no plano
  • estável: CG baixo + base larga · a massa não entra
  • afastar e soltar: CG sobe → estável · desce → instável
  • CG na mesma altura → indiferente
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 313 / 20

Conceito 5 — Estabilidade

Carro baixo e caminhão alto, com os ângulos-limite
Esfera na tigela, no topo da calota e no plano
  • estável: CG baixo + base larga · a massa não entra
  • afastar e soltar: CG sobe → estável · desce → instável
  • CG na mesma altura → indiferente
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 313 / 20

Exemplo resolvido — carro × caminhão

Carro: 1,8 m entre rodas, CG a 0,5 m · caminhão: 2,5 m, CG a 2,0 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 314 / 20

Exemplo resolvido — carro × caminhão

Carro: 1,8 m entre rodas, CG a 0,5 m · caminhão: 2,5 m, CG a 2,0 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 314 / 20

Exemplo resolvido — carro × caminhão

Carro: 1,8 m entre rodas, CG a 0,5 m · caminhão: 2,5 m, CG a 2,0 m

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 314 / 20

Conceito 6 — O perigo é o chão

Fundação rasa em solo mole e a pressão desenhada como barra
  • pressão é escalar: barra, não seta
  • lado mais carregado afunda mais → inclina mais
  • base larga e funda: menos pressão (cap. 4)
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 315 / 20

Conceito 6 — O perigo é o chão

Fundação rasa em solo mole e a pressão desenhada como barra
  • pressão é escalar: barra, não seta
  • lado mais carregado afunda mais → inclina mais
  • base larga e funda: menos pressão (cap. 4)
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 315 / 20

Conceito 6 — O perigo é o chão

Fundação rasa em solo mole e a pressão desenhada como barra
  • pressão é escalar: barra, não seta
  • lado mais carregado afunda mais → inclina mais
  • base larga e funda: menos pressão (cap. 4)
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 315 / 20

Exemplo resolvido — pressão no solo

14 700 t · base de 15,48 m de diâmetro (raio de cerca de 7,74 m) ·

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • cerca de 8 atm
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 316 / 20

Exemplo resolvido — pressão no solo

14 700 t · base de 15,48 m de diâmetro (raio de cerca de 7,74 m) ·

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • cerca de 8 atm
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 316 / 20

Exemplo resolvido — pressão no solo

14 700 t · base de 15,48 m de diâmetro (raio de cerca de 7,74 m) ·

Fórmula:
Substituição:
Resultado:
  • cerca de 8 atm
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 316 / 20

Radar ENEM

Caminhão na curva: atrito no chão, normais e o CG alto
  • ✗ "tomba porque é pesado"
  • ✗ largura ou altura inteiras na tangente
  • ✗ desvio do topo no lugar do desvio do CG
  • ✗ limite do modelo rígido lido como realidade
  • ✓ curva: tomba se
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 317 / 20

Radar ENEM

Caminhão na curva: atrito no chão, normais e o CG alto
  • ✗ "tomba porque é pesado"
  • ✗ largura ou altura inteiras na tangente
  • ✗ desvio do topo no lugar do desvio do CG
  • ✗ limite do modelo rígido lido como realidade
  • ✓ curva: tomba se
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 317 / 20

Radar ENEM

Caminhão na curva: atrito no chão, normais e o CG alto
  • ✗ "tomba porque é pesado"
  • ✗ largura ou altura inteiras na tangente
  • ✗ desvio do topo no lugar do desvio do CG
  • ✗ limite do modelo rígido lido como realidade
  • ✓ curva: tomba se
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 317 / 20

Radar ENEM

Caminhão na curva: atrito no chão, normais e o CG alto
  • ✗ "tomba porque é pesado"
  • ✗ largura ou altura inteiras na tangente
  • ✗ desvio do topo no lugar do desvio do CG
  • ✗ limite do modelo rígido lido como realidade
  • ✓ curva: tomba se
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 317 / 20

Radar ENEM

Caminhão na curva: atrito no chão, normais e o CG alto
  • ✗ "tomba porque é pesado"
  • ✗ largura ou altura inteiras na tangente
  • ✗ desvio do topo no lugar do desvio do CG
  • ✗ limite do modelo rígido lido como realidade
  • ✓ curva: tomba se
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 317 / 20

Resumo em cinco peças

As cinco peças do episódio
  1. peso age no CG
  2. base: polígono dos contatos
  3. vertical fora da base: tomba
  4. CG baixo, base larga
  5. a torre: o chão cede antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 318 / 20

Resumo em cinco peças

As cinco peças do episódio
  1. peso age no CG
  2. base: polígono dos contatos
  3. vertical fora da base: tomba
  4. CG baixo, base larga
  5. a torre: o chão cede antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 318 / 20

Resumo em cinco peças

As cinco peças do episódio
  1. peso age no CG
  2. base: polígono dos contatos
  3. vertical fora da base: tomba
  4. CG baixo, base larga
  5. a torre: o chão cede antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 318 / 20

Resumo em cinco peças

As cinco peças do episódio
  1. peso age no CG
  2. base: polígono dos contatos
  3. vertical fora da base: tomba
  4. CG baixo, base larga
  5. a torre: o chão cede antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 318 / 20

Resumo em cinco peças

As cinco peças do episódio
  1. peso age no CG
  2. base: polígono dos contatos
  3. vertical fora da base: tomba
  4. CG baixo, base larga
  5. a torre: o chão cede antes
Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 318 / 20

Treine no jogo

QR da lista do Episódio 3 no app Canarinho

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Canarinho · lista do Episódio 3

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 319 / 20

Depois da aula: o combo deste episódio

Vídeo em capítulos

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Vá direto ao trecho que precisa.

https://professorcanario.com.br/m4/c3/video

Lista no app

QR da lista do Episódio 3 no app Canarinho

As questões deste episódio, para treinar.

https://professorcanario.com.br/m4/c3/lista

Livro da minissérie

QR da leitura do livro da minissérie

Com QR em cada capítulo, que leva ao vídeo e à lista daquele tema.

https://professorcanario.com.br/mecanica4/livro/

Abrir arena

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 320 / 20