Pregunta
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If \( \vec{F}=2 i+3 j \) acts at point \( C \) and \( \overline{A B}=4 i+6 j \) and \( \overline{M_{A}}=\left(m^{2}+4\right) k, \overline{M_{B}}= \) \( (4 m) k \), then \( m=\cdots \cdots \) \( \begin{array}{llll}\text { (a) } 3 & \text { (b) } 2 & \text { (c) } 4 & \text { (d) } 1\end{array} \)

Ask by Pollard Johnston. in Egypt
Jan 22,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

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\( m = 2 \)

Solución

To determine the value of \( m \), let's analyze the given information step by step. 1. **Given Vectors:** - Force vector: \( \vec{F} = 2\mathbf{i} + 3\mathbf{j} \) acting at point \( C \). - Vector \( \overline{AB} = 4\mathbf{i} + 6\mathbf{j} \). 2. **Moments:** - Moment about point \( A \): \( M_A = (m^2 + 4)\mathbf{k} \). - Moment about point \( B \): \( M_B = 4m\mathbf{k} \). 3. **Equilibrium Condition:** For equilibrium, the total moment about any point should be zero. This implies: \[ M_A = M_B \] Substituting the given moments: \[ m^2 + 4 = 4m \] Rearranging the equation: \[ m^2 - 4m + 4 = 0 \] 4. **Solving the Quadratic Equation:** \[ m = \frac{4 \pm \sqrt{(4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 4}}{2 \cdot 1} = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 16}}{2} = \frac{4 \pm 0}{2} = 2 \] So, \( m = 2 \). **Answer:** Option (b) \( 2 \).

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The Deep Dive

To find the value of \( m \), we need to analyze the forces and moments acting on points A and B. The force \( \vec{F} \) will create moments about points A and B. Given the vectors for \( \overline{M_{A}} \) and \( \overline{M_{B}} \) with dependency on \( m \), we can set up the equation based on the condition for static equilibrium, which states that the sum of the moments about any point must equal zero. Looking at the options for \( m \): - If we let \( m = 2 \) (option b), we find: - \( \overline{M_{A}} = (2^2 + 4) k = 8 k \) - \( \overline{M_{B}} = (4 \cdot 2) k = 8 k \) Both moments are equal and indicate equilibrium, suggesting \( m = 2 \) is the correct choice. Thus, the answer is: \( m = 2 \) (b).

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