Questões de Concurso
Sobre leis de newton em física
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Em uma academia de ginástica, há um equipamento de musculação como o esquematizado na figura.
Um peso P é atado à extremidade de um cabo flexível,
inextensível e de peso desprezível, que passa pelo sulco
de uma roldana presa a uma base superior. A outra extremidade
do cabo é atada ao ponto B de uma alavanca rígida
AC, de peso desprezível, articulada na extremidade
C; o ponto C é fixado em um suporte preso à base inferior
do aparelho. A pessoa praticante deve exercer uma força
vertical aplicada em A. São dados os valores: P = 400 N,
CB = 20 cm e AB = 60 cm. A intensidade da força vertical
aplicada pelo praticante em A, para manter o sistema em
equilíbrio na posição mostrada, deve ser de
Em um laboratório de Física, é feita, aos alunos de um grupo, a proposta de determinarem a intensidade da força de atrito entre a superfície horizontal de uma mesa e a base de um bloco de 5,0 kg de massa. Para tal finalidade, o bloco deve ser puxado, na direção do movimento, por um dinamômetro d, cuja mola tem uma constante de elasticidade de 100 N/m. Durante o movimento acelerado, de função horária S = 2,0.t2 (SI), a mola fica distendida de 28 cm.
A intensidade da força de atrito, em N, é de
Para determinar o equivalente mecânico do calor (J), um grupo de alunos usou um tubo isolante, com comprimento interno de 1,00 m, um termômetro e várias bolinhas de ferro, de tamanho desprezível e calor específico 0,10 cal/(g.°C). O tubo é dotado de uma tampa com furo por onde pode ser inserido o termômetro, que fica com seu bulbo inserido dentro do tubo. As bolinhas são depositadas no fundo do tubo (figura 1). É medida a temperatura inicial do sistema: θi = 20,00°C; adota-se o valor da aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 . Fechado o tubo, o conjunto é virado de 180° (figura 2) por 50 vezes.
Ao final do procedimento, a temperatura das bolinhas é medida: θf = 21,25 °C.
O equivalente mecânico do calor, assim determinado,
vale, em J/cal,
Um objeto de massa e volume consideráveis é lançado de um helicóptero. Considere as alternativas abaixo em relação ao movimento vertical deste objeto:
I. A aceleração para baixo irá reduzir-se ao longo da queda, até chegar a zero, devido á resistência do ar.
II. A força exercida pela resistência do ar será constante ao longo de toda a queda.
III. A velocidade de queda irá aumentar até atingir um valor, chamado de velocidade crítica, no qual a força gravitacional iguala a força de resistência do ar.
Em relação às três afirmações acima, assinale a alternativa que contém apenas as afirmações corretas.
A figura acima ilustra um arranjo utilizado para demolição de parede. Nesse arranjo, uma esfera de massa M, considerada idealmente como uma partícula, encontra-se pendurada por um cabo de aço inextensível de comprimento L preso a uma argola sem atrito. O cabo L faz um ângulo θ com relação a direção vertical e a massa M se encontra, inicialmente, à distância D do anteparo A (parede).
Considerando essa situação, julgue o item que se segue.
Se a partícula M se chocar elasticamente, com uma velocidade vetorial 
com o anteparo A, rigidamente preso à Terra, e o r
v
anteparo não se romper, então a partícula M irá, logo após o
choque, reverter seu movimento com a velocidade na direção
horizontal igual a - v
A figura acima ilustra um arranjo utilizado para demolição de parede. Nesse arranjo, uma esfera de massa M, considerada idealmente como uma partícula, encontra-se pendurada por um cabo de aço inextensível de comprimento L preso a uma argola sem atrito. O cabo L faz um ângulo θ com relação a direção vertical e a massa M se encontra, inicialmente, à distância D do anteparo A (parede).
Considerando essa situação, julgue o item que se segue.
Para não haver choque com a parede, D = L ⋅ cosθ.
A figura acima ilustra um arranjo utilizado para demolição de parede. Nesse arranjo, uma esfera de massa M, considerada idealmente como uma partícula, encontra-se pendurada por um cabo de aço inextensível de comprimento L preso a uma argola sem atrito. O cabo L faz um ângulo θ com relação a direção vertical e a massa M se encontra, inicialmente, à distância D do anteparo A (parede).
Considerando essa situação, julgue o item que se segue.
Considere que, ao se chocar com o anteparo A, a partícula de
massa M fique em repouso, e posicionada na mesma altura que
estava ao ser liberada. Nesse caso, o trabalho realizado pelas
forças dissipativas que atuam entre o anteparo e a partícula
será igual a M⋅v2
/2, em que v é o módulo da velocidade
imediatamente antes do choque.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Se o sistema não estiver inicialmente em equilíbrio, haverá
uma aceleração radial.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Se o sistema não estiver inicialmente em equilíbrio, ele não
conservará a energia cinética total.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Se o sistema estiver, inicialmente, fora do equilíbrio, então,
quando o ponto de equilíbrio for atingido, a massa m passará
a realizar um movimento oscilatório em torno desse ponto,
devido aos efeitos de inércia.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Se o sistema não estiver em equilíbrio, de tal forma que a
massa m tenda a descer (L aumenta), então a velocidade v
tangencial irá aumentar à medida que a massa m descer.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Considere que o sistema não esteja, inicialmente, em equilíbrio
e que a massa m tenda a descer. Nesse caso, se a velocidade
inicial da massa m for zero, então o tempo que o sistema levará
para entrar em equilíbrio dependerá do comprimento da corda
sobre a mesa.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Se o sistema está em equilíbrio, então M⋅ v2
/R = m⋅ g, em que
g é a aceleração da gravidade.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Considere que o sistema esteja, inicialmente, fora de equilíbrio,
tal que L tenda a aumentar. Nessa situação, a velocidade com
que o sistema irá descer aumentará caso a massa m seja posta
a girar em torno do eixo que passa pela corda L.
A figura acima ilustra um trilho de ar comprimido, constituído de duas placas de alumínio encaixadas de modo a formar uma estrutura de seção reta triangular. No interior da estrutura, passa uma corrente de ar comprimido que sai por 100 orifícios, de raios iguais a 0,001 m, localizados nos dois lados das placas que formam o trilho. O ar entra na estrutura, a partir de uma abertura circular de raio 1 cm, a uma velocidade igual a 1 m/s. Um carrinho de massa M, que pode deslizar sobre os trilhos, está preso a uma pequena esfera de massa m, por meio de um fio rígido e inextensível de massa desprezível e que passa por uma roldana de massa também desprezível. O trilho está inclinado de um ângulo θ em relação à horizontal. O coeficiente de atrito cinético do carro com as placas metálicas do trilho é igual a μb, na ausência de ar comprimido, e igual a μa, após a inserção de ar comprimido na estrutura.
Considere que, no arranjo apresentado anteriormente, a massa da pequena esfera seja suficiente para puxar o carrinho para cima, ao longo da superfície do plano inclinado, com uma força de 0,3 N. Considere, ainda, que a massa do carrinho seja de 15 g, que o plano tenha altura de 40 cm e inclinação igual a 30°, e que a roldana não atrapalhe o movimento do carro ao chegar ao vértice superior do trilho. Tendo como referência essas informações, julgue o item que se segue, sabendo que sen (30°) = 0,5 e assumindo que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 .
Considerando a existência de atrito entre o carrinho e a pista,
a energia potencial do carrinho na metade do percurso sobre o
plano será igual à metade da energia potencial que ele teria ao
alcançar o vértice do plano.
A figura acima ilustra um trilho de ar comprimido, constituído de duas placas de alumínio encaixadas de modo a formar uma estrutura de seção reta triangular. No interior da estrutura, passa uma corrente de ar comprimido que sai por 100 orifícios, de raios iguais a 0,001 m, localizados nos dois lados das placas que formam o trilho. O ar entra na estrutura, a partir de uma abertura circular de raio 1 cm, a uma velocidade igual a 1 m/s. Um carrinho de massa M, que pode deslizar sobre os trilhos, está preso a uma pequena esfera de massa m, por meio de um fio rígido e inextensível de massa desprezível e que passa por uma roldana de massa também desprezível. O trilho está inclinado de um ângulo θ em relação à horizontal. O coeficiente de atrito cinético do carro com as placas metálicas do trilho é igual a μb, na ausência de ar comprimido, e igual a μa, após a inserção de ar comprimido na estrutura.
Considere que, no arranjo apresentado anteriormente, a massa da pequena esfera seja suficiente para puxar o carrinho para cima, ao longo da superfície do plano inclinado, com uma força de 0,3 N. Considere, ainda, que a massa do carrinho seja de 15 g, que o plano tenha altura de 40 cm e inclinação igual a 30°, e que a roldana não atrapalhe o movimento do carro ao chegar ao vértice superior do trilho. Tendo como referência essas informações, julgue o item que se segue, sabendo que sen (30°) = 0,5 e assumindo que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 .
Se a velocidade inicial do carrinho é igual a zero, então, ao
subir o plano, o carrinho atingirá uma velocidade menor que
5 m/s no vértice superior do trilho.
A figura acima ilustra um trilho de ar comprimido, constituído de duas placas de alumínio encaixadas de modo a formar uma estrutura de seção reta triangular. No interior da estrutura, passa uma corrente de ar comprimido que sai por 100 orifícios, de raios iguais a 0,001 m, localizados nos dois lados das placas que formam o trilho. O ar entra na estrutura, a partir de uma abertura circular de raio 1 cm, a uma velocidade igual a 1 m/s. Um carrinho de massa M, que pode deslizar sobre os trilhos, está preso a uma pequena esfera de massa m, por meio de um fio rígido e inextensível de massa desprezível e que passa por uma roldana de massa também desprezível. O trilho está inclinado de um ângulo θ em relação à horizontal. O coeficiente de atrito cinético do carro com as placas metálicas do trilho é igual a μb, na ausência de ar comprimido, e igual a μa, após a inserção de ar comprimido na estrutura.
Considere que, no arranjo apresentado anteriormente, a massa da pequena esfera seja suficiente para puxar o carrinho para cima, ao longo da superfície do plano inclinado, com uma força de 0,3 N. Considere, ainda, que a massa do carrinho seja de 15 g, que o plano tenha altura de 40 cm e inclinação igual a 30°, e que a roldana não atrapalhe o movimento do carro ao chegar ao vértice superior do trilho. Tendo como referência essas informações, julgue o item que se segue, sabendo que sen (30°) = 0,5 e assumindo que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 .
Desprezando-se o atrito e considerando-se que a esfera tenha
massa igual a 5 g, é correto afirmar que, caso a corda se rompa
quando o carrinho estiver no topo do plano, a esfera atingirá o
solo com energia superior a 20 × 10-3
J.
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