Resultante Centrípeta

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1 Questão 01) Uma criança está em um carrossel em um parque de diversões. Este brinquedo descreve um movimento circular com intervalo de tempo regular. A força resultante que atua sobre a criança a) é nula. b) é oblíqua à velocidade do carrossel. c) é paralela à velocidade do carrossel. d) está direcionada para fora do brinquedo. e) está direcionada para o centro do brinquedo. Questão 02) O pêndulo de um relógio é constituído por uma haste rígida com um disco de metal preso em uma de suas extremidades. O disco oscila entre as posições A e C, enquanto a outra extremidade da haste permanece imóvel no ponto P. A figura ao lado ilustra o sistema. A força resultante que atua no disco quando ele passa por B, com a haste na direção vertical, é a) nula. b) vertical, com sentido para cima. c) vertical, com sentido para baixo. d) horizontal, com sentido para a direita. e) horizontal, com sentido para a esquerda. Note e adote: g é a aceleração local da gravidade.!1

2 ! Questão 03) Um avião de acrobacias descreve a seguinte trajetória descrita na figura abaixo: Ao passar pelo ponto mais baixo da trajetória a força exercida pelo banco da aeronave sobre o piloto que a comanda é: a) igual ao peso do piloto. b) maior que o peso do piloto. c) menor que o peso do piloto. d) nula e) duas vezes maior do que o peso do piloto. Questão 04) Em um show de patinação no gelo, duas garotas de massas iguais giram em movimento circular uniforme em torno de uma haste vertical fixa, perpendicular ao plano horizontal. Duas fitas, F1 e F2, inextensíveis, de massas desprezíveis e mantidas na horizontal, ligam uma garota à outra, e uma delas à haste. Enquanto as garotas patinam, as fitas, a haste e os centros de massa das garotas mantêm-se num mesmo plano perpendicular ao piso plano e horizontal. Considerando as informações indicadas na figura, que o módulo da força de tração na fita F1 é igual a 120 N e desprezando o atrito e a resistência do ar, é correto afirmar que o módulo da força de tração, em newtons, na fita F2 é igual a!2

3 a) 120. b) 240. c) 60. d) 210. e) 180. Questão 05) Quando um motorista vira o volante, ao entrar em uma curva, aparece como reação da estrada sobre os pneus uma força de atrito F, dirigida para o centro da curva. Essa força de atrito é a força centrípeta desse movimento. Um carro, de massa, uma tonelada, vai descrever uma curva, cujo raio mede 30 metros, em uma estrada de coeficiente de atrito igual a 0,48. Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade igual a 10,0m/s 2, o valor máximo da velocidade que o automóvel poderá desenvolver, nessa curva, em m/s, sem derrapar, é igual a a) 2,2 b) 4,8 c) 8,4 d) 12,0 e) 14,4 Questão 06) Uma criança está parada em pé sobre o tablado circular girante de um carrossel em movimento circular e uniforme, como mostra o esquema (uma vista de cima e outra de perfil). O correto esquema de forças atuantes sobre a criança para um observador parado no chão fora do tablado é: (Dados: F: força do tablado; N: reação normal do tablado; P: peso da criança)!3

4 a) b) c) d)!4

5 e) Questão 07) Um caminhão baú de 2,00 m de largura e centro de gravidade a 3,00 m do chão percorre um trecho de estrada em curva com 76,8 m de raio. Para manter a estabilidade do veículo neste trecho, sem derrapar, sua velocidade não deve exceder a a) 5,06 m/s. b) 11,3 m/s. c) 16,0 m/s. d) 19,6 m/s. e) 22,3 m/s. Questão 08) Uma partícula de massa m = 0,5 kg está presa na extremidade de um fio inextensível de comprimento L = 1,0 m, formando um pêndulo simples descrito na figura abaixo. A partícula está em repouso e é solta, partindo do ponto inicial A na horizontal. Considere que a aceleração local da gravidade vale 10 m/s 2. A força de tensão na corda, quando a partícula passa pelo ponto B, no ponto mais baixo da sua trajetória a (20) 1/2 m/s, será: a) 5 N b) 15 N c) 20 N d) 25 N e) 50 N!5

6 ! Questão 09) O pêndulo cônico da figura abaixo é constituído por um fio ideal de comprimento L e um corpo de massa m = 4,00 kg preso em uma de suas extremidades e a outra é fixada no ponto P, descrevendo uma trajetória circular de raio R no plano horizontal. O fio forma um ângulo θ em relação a vertical. Considere: g = 10,0 m/s 2 ; sen θ = 0,600 ; cos θ = 0,800. A força centrípeta que atua sobre o corpo é a) 10,0 N b) 20,0 N c) 30,0 N d) 40,0 N e) 50,0 N Questão 10) Considere o looping mostrado na Figura 2, constituído por um trilho inclinado seguido de um círculo. Quando uma pequena esfera é abandonada no trecho inclinado do trilho, a partir de determinada altura, percorrerá toda a trajetória curva do trilho, sempre em contato com ele. Figura 2 Sendo v a velocidade instantânea e a a aceleração centrípeta da esfera, o esquema que melhor representa estes dois vetores no ponto mais alto da trajetória no interior do círculo é:!6

7 a) b) c) d) e) Questão 11) Durante uma apresentação circense um artista se apresenta com sua motocicleta em um globo da morte de raio R. Num dado instante da apresentação a motocicleta passa pelo ponto mais alto do globo, conforme ilustrado na figura. Para não cair verticalmente a motocicleta deve possuir uma!7

8 ! velocidade mínima v. Considere M a massa total (motociclista+artista), Fn a força normal e g a aceleração da gravidade. Desprezando o atrito dos pneus da motocicleta com o globo qual é a expressão CORRETA da velocidade mínima? a)! b)! c)! d)! e)! Questão 12) Um carro de massa 1000kg passa por uma elevação na pista com velocidade de módulo constante e igual a 18 km/h. A elevação corresponde a um arco de uma circunferência de raio R = 10 m, centrada no ponto O (ver figura). Considerando o carro como uma partícula material, qual o valor da normal que a pista exerce sobre o carro no ponto mais alto? a) 2000N b) 4500N!8

9 c) 7500N d) 10000N e) 15000N Questão 13)! DOCA, Ricardo Helou. Tópicos de Física, São Paulo: Saraiva, v. 1, Mecânica, p 202. A figura representa as forças que atuam sobre um piloto que tomba sua motocicleta em uma curva para percorrê-la com maior velocidade. Sabendo-se que a massa do conjunto moto-piloto é igual a m, a inclinação do eixo do corpo do piloto em relação à pista é θ, o módulo da aceleração da gravidade local é g e que o raio da curva circular é igual a R, contida em um plano horizontal, em movimento circular uniforme, é correto afirmar que a energia cinética do conjunto moto-piloto é dada pela expressão 01.! 02.! 03.! 04.! 05.!!9

10 Gabarito: 1. E 2. B 3. B 4. E 5. D 6. D 7. C 8. B 9. C 10.A 11.A 12.C 13.01!10

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