Revisão Leis de Newton EsPCEx 2018 Prof. Douglão

Transcrição

1 Revisão Leis de Newton EsPCEx 018 Prof. Douglão 1. Observe a figura abaixo onde duas esferas de massas iguais a m estão eletrizadas com cargas elétricas Q, iguais em módulo, porém de sinais contrários. Estando o sistema em equilíbrio estático, determine a distância d entre os centros das esferas. Adote o módulo da aceleração da gravidade igual a g, a constante eletrostática do meio igual a k e a tração na corda igual a T. d Q d Q d k T (m g) T (m g) k T (m g) k Q A expressão da força F que mantém o sistema em equilíbrio, em função dos dados a seguir, é: Dados: - Aceleração da gravidade: g; - Massa do corpo: m; - Inclinação do plano de apoio: θ ; - Áreas dos pistões: A 1 e A. A 1 m g sen ( θ ) A A 1 m g cos ( θ ) A A 1 m g sen ( θ ) A A 1 m g cos ( θ ) A A 1 m g sen ( θ ) A 3. Na linha de produção de uma fábrica, uma esteira rolante movimenta-se no sentido indicado na figura 1, e com velocidade constante, transportando caixas de um setor a outro. Para fazer uma inspeção, um funcionário detém uma das caixas, mantendo-a parada diante de si por alguns segundos, mas ainda apoiada na esteira que continua rolando, conforme a figura. 1 k T d Q m g. No intervalo de tempo em que a esteira continua rolando com velocidade constante e a caixa é mantida parada em relação ao funcionário (figura ), a resultante das forças aplicadas pela esteira sobre a caixa está corretamente representada na alternativa A figura acima apresenta um bloco preso a um cabo inextensível e apoiado em um plano inclinado. O cabo passa por uma roldana de dimensões desprezíveis, tendo sua outra extremidade presa à estrutura de um sistema de vasos comunicantes. Os vasos estão preenchidos com um líquido e fechados por dois pistões de massas desprezíveis e equilibrados à mesma altura. O sistema é montado de forma que a força de tração no cabo seja paralela ao plano inclinado e que não haja esforço de flexão na haste que prende a roldana.

2 Revisão Leis de Newton EsPCEx 018 Prof. Douglão 4. Uma barra homogênea AB de peso P AB está apoiada no solo horizontal rugoso e mantida em equilíbrio através do corpo P de peso P P, como mostra a figura acima. Considere o fio e a polia ideal, o trecho CD horizontal, BC AB e sen45 cos45. O 3 coeficiente de atrito estático entre o solo e a barra AB é 0,35 0,55 0,75 0,80 0,90 5. Quatro funcionários de uma empresa receberam a tarefa de guardar caixas pesadas de 100 kg em prateleiras elevadas de um depósito. Como nenhum deles conseguiria suspender sozinho pesos tão grandes, cada um resolveu montar um sistema de roldanas para a tarefa. O dispositivo que exigiu menos força do operário que o montou, foi 6. Numa pista de corrida sobrelevada, desejase verificar a inclinação da pista numa curva de raio igual 60 3 m sem considerar o atrito, onde o carro possa desenvolver uma velocidade de 7 3 km h. Na figura a seguir, estão representados o carro de corrida e a pista numa perspectiva frontal, em que θ é a inclinação da pista. Considere g 10 m s.

3 Revisão Leis de Newton EsPCEx 018 Prof. Douglão Qual a inclinação da pista de corrida para que a segurança do piloto não dependa do atrito entre a pista e os pneus do carro? Em um edifício em construção, João lança para José um objeto amarrado a uma corda inextensível e de massa desprezível, presa no ponto O da parede. O objeto é lançado perpendicularmente à parede e percorre, suspenso no ar, um arco de circunferência de diâmetro igual a 15 m, contido em um plano horizontal e em movimento uniforme, conforme a figura. O ponto O está sobre a mesma reta vertical que passa pelo ponto C, ponto médio do segmento que une João a José. O ângulo θ, formado entre a corda e o segmento de reta OC, é constante. Considerando sen θ 0,6, cos θ 0,8, g 10 m s e desprezando a resistência do ar, a velocidade angular do objeto, em seu movimento de João a José, é igual a 1,0 rad s. 1,5 rad s.,5 rad s.,0 rad s. 3,0 rad s. 8. Uma mola de massa desprezível foi presa a uma estrutura por meio da corda "b". Um corpo de massa "m" igual a.000 g está suspenso por meio das cordas "a", "c " e "d", de acordo com a figura abaixo, a qual representa a configuração do sistema após ser atingido o equilíbrio. Considerando que a constante elástica da mola é 0 N cm e a aceleração gravitacional é 10 m s, assinale a alternativa que apresenta a deformação que a mola sofreu por ação das forças que sobre ela atuaram, em relação à situação em que nenhuma força estivesse atuando sobre ela. Considere ainda que as massas de todas as cordas e da mola são irrelevantes. 0,5 c 1, c,5 c 3,5 c 5, c 9. O desenho abaixo representa um sistema composto por duas barras rígidas I e II, homogêneas e de massas desprezíveis na posição horizontal, dentro de uma sala. O sistema está em equilíbrio estático. No ponto M da barra II, é colocado um peso de 00 N suspenso por um cabo de massa desprezível. A barra I está apoiada no ponto N no vértice de um cone fixo no piso. O ponto A da barra I toca o vértice de um cone fixo no teto. O ponto B da barra I toca o ponto C, na extremidade da barra II. O ponto D, localizado na outra extremidade da barra II, está apoiado no vértice de um cone fixo no piso. Os módulos das forças de contato sobre a barra I, nos pontos A e N, são respectivamente: 75 N, 150 N 150 N, 80 N 80 N, 175 N

4 Revisão Leis de Newton EsPCEx 018 Prof. Douglão 75 N, 5 N 75 N, 100 N 10. 1, m s,0 m s 5,0 m s 9,8 m s 1. O sistema representado na figura acima corresponde a um corpo 1, com massa 0 kg, apoiado sobre uma superfície plana horizontal, e um corpo, com massa de 6 kg, o qual está apoiado em um plano inclinado que faz 60 com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre cada um dos corpos e a superfície de apoio é 0,1 Uma força F de 00 N, aplicada sobre o corpo 1, movimenta o sistema, e um sistema que não aparece na figura faz com que a direção da força F seja mantida constante e igual a 30 em relação à horizontal. Uma corda inextensível e de massa desprezível une os dois corpos por meio de uma polia. Considere que a massa e todas as formas de atrito na polia são desprezíveis. Também considere, para esta questão, a aceleração gravitacional como sendo de 10 m s e o cos 30 igual a 0,87. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta a tensão na corda que une os dois corpos. 1,4 N. 48,4 N. 6,5 N. 80,3 N. 10,6 N. 11. Um fabricante de elevadores estabelece, por questões de segurança, que a força aplicada nos cabos de aço que sustentam seus 4 elevadores não pode ser superior a 1, 10 N. Considere um desses elevadores com uma 3 massa total de 1,0 10 kg (massa do elevador com os passageiros) e admita g 10 m s. Nessas condições, a aceleração máxima do elevador na subida não pode ser superior a: Dois blocos, A e B, de massas, respectivamente, iguais a 10,0 kg e 30,0 kg, são unidos por meio de um fio ideal, que passa por uma polia, sem atrito, conforme a figura. Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local igual a 10,0 m s, o coeficiente de atrito cinético entre os blocos e as superfícies de apoio igual a 0,, sen 37 cos 53 0,6 e sen 53 cos 37 0,8, é correto afirmar que o módulo da tração no fio que liga os dois blocos, em kn, é igual a 0,094 0,096 0,098 0,10 0, Algumas embalagens trazem, impressas em sua superfície externa, informações sobre a quantidade máxima de caixas iguais a ela que podem ser empilhadas, sem que haja risco de danificar a embalagem ou os produtos contidos na primeira caixa da pilha, de baixo para cima. Considere a situação em que três caixas iguais estejam empilhadas dentro de um elevador e que, em cada uma delas, esteja impressa uma imagem que indica que, no máximo, seis caixas iguais a ela podem ser empilhadas.

5 Revisão Leis de Newton EsPCEx 018 Prof. Douglão Suponha que esse elevador esteja parado no andar térreo de um edifício e que passe a descrever um movimento uniformemente acelerado para cima. Adotando g 10 m / s, é correto afirmar que a maior aceleração vertical que esse elevador pode experimentar, de modo que a caixa em contato com o piso receba desse, no máximo, a mesma força que receberia se o elevador estivesse parado e, na pilha, houvesse seis caixas, é igual a 4 m / s. 8 m / s. 10 m / s. 6 m / s. m / s Analise a figura abaixo. Na figura acima, tem-se um bloco de massa m que se encontra sobre um plano inclinado sem atrito. Esse bloco está ligado à parte superior do plano por um fio ideal. Sendo assim, assinale a opção que pode representar a variação do módulo das três forças que atuam sobre o bloco em função do ângulo de inclinação. Na figura esquematizada acima, os corpos A e B encontram-se em equilíbrio. O coeficiente de atrito estático entre o corpo A e o plano inclinado vale μ 0,500 e o peso do corpo B é PB 00 N. Considere os fios e as polias ideais e o fio que liga o corpo A é paralelo ao plano inclinado. Sendo sen θ 0,600 e cos 0,800, θ o peso máximo que o corpo A pode assumir é 100 N

6 Revisão Leis de Newton EsPCEx 018 Prof. Douglão 300 N 400 N 500 N 600 N 16. Para se calcular o coeficiente de atrito dinâmico entre uma moeda e uma chapa de fórmica, a moeda foi colocada para deslizar pela chapa, colocada em um ângulo de 37 com a horizontal. Foi possível medir que a moeda, partindo do repouso, deslizou,0 m em um intervalo de tempo de 1,0 s, em movimento uniformemente variado. Adote g 10 m s, sen 37 0,60 e cos 37 0,80. Nessas condições, o coeficiente de atrito dinâmico entre as superfícies vale 0,15. 0,0. 0,5. 0,30. 0, A barra homogênea, de peso desprezível, está sob a ação de três forças de intensidades F1 0 N, F 40 N e F3 60 N. A rotação produzida na barra em torno do ponto x é no sentido anti-horário com um momento resultante de 1, 10 N no sentido horário com um momento resultante de 1, 10 N no sentido anti-horário com um momento resultante de 1,6 10 N no sentido horário com um momento resultante de 1,6 10 N Inexistente. 18. Um varal de roupas é construído com uma corda flexível muito leve e inextensível, de comprimento c, fixada pelas extremidades a duas paredes distanciadas de d uma da outra. Em um ponto no centro desse varal fica presa em repouso uma massa Assumindo que a aceleração da gravidade é g, a tensão na corda é dada por mgc. c d mgc. mgc. c d mgc d. 19. Um bloco metálico de massa,0 kg é lançado com velocidade de 4,0 m / s a partir da borda de um trilho horizontal de comprimento 1,5 m e passa a deslizar sobre esse trilho. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies vale 0,. Cada vez que colide com as bordas, o disco inverte seu movimento, mantendo instantaneamente o módulo de sua velocidade. Quantas vezes o disco cruza totalmente o trilho, antes de parar? Considere: g 10 m / s 0. Na figura abaixo, está representado um bloco de,0 kg sendo pressionado contra a parede por uma força F. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies de contato vale 0,5, e o cinético m vale 0,3. Considere g 10. s A força mínima F que pode ser aplicada ao bloco para que esta não deslize na parede é 10 N.

7 Revisão Leis de Newton EsPCEx 018 Prof. Douglão 0 N. 30 N. 40 N.