FÍSICA - 3 o ANO MÓDULO 08 EQUILIBRIO DE PONTOS MATERIAIS

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1 FÍSICA - 3 o ANO MÓDULO 08 EQUILIBRIO DE ONTOS MATERIAIS

2 y

3

4 I) Estável II) Instável III) Indiferente

5 F 4 F 1 F 3 A F 2

6 F 1 α β θ F 3 F 2

7 Como pode cair no enem? (ENEM) O mecanismo que permite articular uma porta (de um móvel ou de acesso) é a dobradiça. Normalmente, são necessárias duas ou mais dobradiças para que a porta seja fixada no móvel ou no portal, permanecendo em equilíbrio e podendo ser articulada com facilidade. No plano, o diagrama vetorial das forças que as dobradiças exercem na porta está representado em: a) d) b) e) c)

8 Fixação 1) Três corpos de massas iguais a 1,0 kg, 3,0 kg e 4,0 kg, respectivamente, estão dispostos sobre uma superfície plana e horizontal, ocupando as posições indicadas na figura. 1,0 kg B 4,0 kg E A D C 3,0 kg Qual dos pontos, contidos no plano determinado pelos seus centros de massa, representa o centro de massa desse conjunto de corpos?

9 Fixação 2) (CESGRANRIO) O ponto que me-lhor localiza o centro de massa da placa homogênea da figura é indicado pela letra: (A) (B) (C) (D) (E)

10 Fixação 3) (UERJ) A forma de uma raquete de tênis pode ser esquematizada por um aro circular de raio R e massa m 1, preso a um cabo de comprimento L e massa m 2. Quando R = L / 4 e m 1 = m 2, a distância do centro de massa da raquete ao centro do aro circular vale: a) R/2 b) R c) 3R/2 d) 2R

11 Fixação 4) (UERJ) Um corpo de peso encontra-se em equilíbrio, suspenso por três cordas inextensíveis. Observe, na figura, o esquema das forças T 1 e T 2, que atuam sobre o nó de junção das cordas, e os respectivos ângulos, α e β, que elas formam com o plano horizontal. Fazendo a decomposição dessas forças, um aluno escreveu o seguinte sistema de equações: T 1 sen α + T 2 sen α = T 1 cos β + T 2 cos β = 0 Sabendo que α e β são ângulos complementares, o aluno pôde determinar a seguinte expressão do cos β em função de T 1, T 2 e : a) c) b) d)

12 Fixação 5) (UERJ) A 1 A 2 θ 1 o Na figura acima, a corda ideal suporta um homem pendurado num ponto equidistante dos dois apoios (A 1 e A 2 ), a uma certa altura do solo, formando um ângulo de 120. A razão T/, entre as intensidades da tensão na corda (T) e do peso do homem (), corresponde a: a) 1/4 c) 1 b) 1/2 d) 2 a

13 ) (UERJ) Uma fotografia tirada de cima mostra a posição de 4 leões dentro da jaula, como indica esquema abaixo. l 2 l 3 l 1 l 4 Sabendo que as massas são, respectivamente, ml 1 =ml 3 =200 kg e ml 2 =ml 4 =250kg, determine s coordenadas, no plano xy, do centro de massa desses leões.

14 a b c d ) (CESGRANRIO) Na figura, uma esfera rígida se encontra em equilíbrio, apoiada m uma parede vertical e presa por um fio ideal e inextensível. Sendo o peso a esfera e 2 a força máxima que o fio suporta antes de arrebentar, o ângulo ormado entre a parede e o fio é de: ) 30 d) 70 ) 45 e) 80 ) 60 3 q

15 ) As figuras 1 e 2 representam, respectivamente, todas as forças, constantes e coplanares, ue atuam sobre uma partícula e o diagrama da soma vetorial destas forças. Com base nestas informações, pode-se afirmar que a partícula certamente estará em: ) repouso. ) movimento retilíneo uniforme. ) equilíbrio. ) movimento circular uniforme.

16 c b ) (UFRRJ) A figura ao lado mostra um atleta de ginástica olímpica no aparelho e argolas. O ginasta encontra-se parado na posição mostrada. Assinale qual dentre as alternativas a seguir a que melhor representa as orças que atuam sobre ele, desprezando-se as forças do ar. 5 c ) c) e) ) d) a

17 ) (UC) Duas esferas rígidas 1 e 2, de mesmo diâmetro, estão em equilíbrio dentro de uma aixa, como mostra a figura a seguir. 1 A 2 B C Considerando nulo o atrito entre todas as superfícies, assinale o diagrama que representa orretamente as forças de contato que agem sobre a esfera 2 nos pontos A, B e C. ) c) e) ) d)

18 ) Uma luminária, cujo peso é, está suspensa por duas cordas, AC e BC, que (conforme a 7 gura abaixo) formam com a horizontal ângulos iguais a θ. Determine a força de tensão T em d ada corda. A B θ θ C ) T = ) T = 2cosθ 2senθ c) T = 2tgθ d) T = cosθ 2 C a b c

19 ) (UNIRIO) O corpo M, representado na figura, pesa 80 N e é mantido em equilíbrio por meio a corda AB e pela ação da força horizontal F, de módulo 60 N. A B F M onsiderando g = 10 m/s 2, a intensidade da tração na corda AB, suposta ideal, em N, é: ) 60 d) 140 ) 80 e) 200 ) 100

20 a b ) Um cabo de vassoura, conforme a figura, de 1,0 kg de massa, está apoiado em equilíbrio9 ntre o piso (ponto A) e a parede (ponto B), estando no limiar do escorregamento no ponto deu ontato com o piso. O coeficiente de atrito estático entre a vassoura e o piso é μ = 0,50, e a orça de atrito, neste ponto, tem módulo igual a 3,0N. O módulo da força que a parede exerce o cabo de vassoura é igual a: (Adote g = 10 m/s 2 ) ) 2,0N ) 3,0N ) 4,0N ) 5,0N ) 6,0N

21 ) (UERJ) Em uma sessão de fisioterapia, a perna de um paciente acidentado é submetida a ma força de tração que depende do ângulo α, como indica a figura a seguir. α α R O ângulo α varia deslocando-se a roldana R sobre a horizontal. Se, para um mesmo peso, o fisioterapeuta muda α de 60 para 45, o valor da tração na perna fica multiplicado por: ) c) ) d)

22 0) (UEL) Um estudante resolve transportar, de um quarto para outro, os seus livros de estudo. le os organiza em duas pilhas de mesmo peso, amarrando-os da mesma maneira e com 1 arbantes do mesmo carretel. No entanto, ao final, ele percebe que uma das amarrações está u m pouco mais frouxa que a outra. Na figura a seguir representações das forças envolvidas 9 as duas amarrações são mostradas. Assim que o estudante pega as pilhas, pela extremidade n uperior da amarração, o barbante de uma das pilhas se rompe. a b c T 1 T 1 T 2 T 2 T T Mg Amarração Frouxa Mg Amarração Rente Com base no texto e nos conhecimentos de mecânica, é correto afirmar: ) O barbante da amarração mais frouxa arrebentou. ) Em condições de equilíbrio, o aumento da componente vertical da tensão no barbante, com diminuição do ângulo θ, determina a ruptura na amarração mais frouxa. ) Em condições de equilíbrio, a dependência da tensão no barbante com o ângulo θ determina ruptura na amar-ração mais rente. ) Em condições de equilíbrio, a dependência da tensão no barbante com o ângulo θ determina ruptura na amar-ração mais frouxa. ) O rompimento foi totalmente acidental.

23 1) A figura mostra um peso de 44 N suspenso no ponto de ma corda. Os trechos A e B da corda formam um ângulo de 0, e o ângulo entre B e o teto é igual a 60. Qual é o valor, em ewtons, da tração no trecho A da corda? ) 44 d) 20 ) 34 e) 18 ) 22 A 60º B

24 2) (UC) Três blocos de massas iguais são pendurados no teto através de dois fios, que 1 assam livremente pelas argolas 1 e 2. Considerando desprezíveis as massas dos fios e as u ventuais forças de atrito, o sistema pode oscilar. e 1 2 α Durante a oscilação, a aceleração dos corpos será nula quando o ângulo α, indicado na gura, for: c ) maior que 120 a ) igual a 120 b ) igual a 90 c ) igual a 60 d ) menor que 60 e

25 3) Uma pequena esfera de massa igual a 4,0 g, carregada eletricamente, está suspensa por ma corda. Sob a ação de uma força elétrica horizontal, a corda se desloca até que atinge o quilíbrio ao formar um ângulo de 37 com a vertical. 37º F elétrica Sabendo que cos 37º = 0,80 e sen 37º = 0,60, a intensidade da força elétrica e a tensão na orda são, respectivamente: ) 70N e 56N ) 30N e 50N ) 7,0N e 5,6N ) 3,0N e 5,0N ) 3,0 x 10-2 N e 5,0 x 10-2 N

26 4) Um bloco de peso é sustentado por fios, como indica a figura. Calcular o módulo da 1 orça horizontal. m ) F = senθ g ) F = cosθ a ) F = senθ cosθ b ) F = cotgθ c θ F ) F = tgθ d e

27 5) O corpo M representado na figura de massa 40 kg e é mantido em equilíbrio por eio da corda AB e pela ação da força horizontal de módulo 300 N. Considerando =10 m/s 2, a intensidade da tração na corda AB, suposta ideal, em N, é: ) 100 ) 200 ) 300 ) 400 ) 500 A B 0 F M

28 q a b c 6) Um semáforo pesando 100 N esta pendurado por três cabos conforme ilustra a figura. Os1 abos 1 e 2 fazem um ângulo α e β com a horizontal, respectivamente. Considerando o caso m que α = 30 e β= 60, determine as tensões nos cabos 1, 2 e 3. ados: sen 30 = 1/2 e sen 60 = 3/2 α β 1 2 3

29 7) Um professor para mostrar aos seus alunos, faz a montagem indicada na figura a seguir. 30º 60º dinamômetro Ao colocar um dinamômetro de peso desprezível no fio mostrado na figura, ele verificou ue, com o sistema em equilíbrio, ele marcava 20N. Com essas informações, ele pode concluir que a massa do corpo pendurado vale: ) 0,001kg d) 1,0kg ) 0,01kg e) 10kg ) 0,1kg

30 a b c d e 8) A figura mostra um peso de 44 N suspenso no ponto de uma corda. Os trechos A e B1 a corda formam um angulo de 90, e o angulo entre B e o teto e igual a 60. Qual é o valor, c m newtons, da tração no trecho A da corda? C 60º B A

31 9) O esquema a seguir representa um sistema em equilíbrio. O fio é leve e flexível. Sobre o oeficiente de atrito mo entre o corpo de massa 200 kg e o plano horizontal, podemos afirmar que: onsidere sen 45 = cos 45 = 2/2 200 kg 45º µ o 100 kg ) não é inferior a 0,50 ) é igual a 0,50 ) é menor que 0,50 ) é igual a 0,67 ) é zero

32 0) (FUVEST) Um bloco de peso é suspenso por dois fios de massa desprezível, presos a aredes em A e B, como mostra a figura adiante. ode-se afirmar que o módulo da força que enciona o fio preso em B, vale: ) /2 ) / 2 ) ) 2 ) 2 A L B L