Questões de Física - Máquina de Atwood e Associação de Blocos para Concurso

Há um antigo aforisma grego que diz: “o que se poupa em esforço, perde-se em tempo”. Para verificar a veracidade desta afirmativa, suponhamos que uma pessoa, com o auxílio de uma corda e de uma roldana fixa (ambas ideais), deseje suspender um bloco, com movimento uniforme, fazendo com que ele suba uma altura h. Numa primeira tentativa ele faz o bloco subir verticalmente, como ilustra a figura 1 a seguir.



Nesse caso, a pessoa exerce sobre o bloco uma força  por intermédio da corda e o bloco gasta um tempo t₁ para subir h. Numa segunda tentativa, ela faz o bloco subir uma rampa inclinada em relação à horizontal, ao longo da reta de maior declive, como ilustra a figura 2 a seguir. 


Nesse caso, a pessoa exerce sobre o bloco uma força  por intermédio da corda e o bloco gasta um tempo t₂ para subir h. Suponha que em ambas as tentativas o bloco suba com velocidades de módulos iguais e considere os atritos desprezíveis.
São feitas três afirmações:
I. O fato de  confirma o aforisma. II. A pessoa teve que despender a mesma energia em ambas as tentativas. III. A potência desenvolvida pela pessoa na segunda tentativa foi menor do que na primeira tentativa.
Está correto o que se afirma em

A máquina de Atwood é um dispositivo simples que permite, pela determinação da aceleração dos corpos em movimento, testar as leis da mecânica. Basicamente, a máquina é constituída de dois corpos de massas m₁ e m₂ presos por um cabo que circunda uma polia, conforme o sistema mostrado na figura a seguir. A polia indicada na figura possui uma massa tão pequena que pode ser desprezada. Também deve-se considerar a massa do cabo e o atrito da polia com seu eixo de rotação como desprezíveis, m₁ > m₂ e g = aceleração da gravidade.


A partir do texto e da figura acima, assinale a alternativa que apresenta a expressão correta da aceleração (a) e da força de tração (T) no cabo.

Considere a Figura abaixo:

No sistema de roldanas com cordas inextensíveis da Figura, a força F e o contrapeso W que mantêm o sistema em equilíbrio estático são iguais a, respectivamente,

Um homem sustenta uma carga de 50,0 kg por meio de uma corda e uma roldana, como mostra a Figura abaixo.

Sabe-se o seguinte: a corda e a roldana são ideais; o sistema está em equilíbrio estático; tanto o homem quanto a carga encontram-se em repouso; o ângulo entre a corda e a horizontal é de 53,0°.

O valor aproximado, em N, da resultante das forças de atrito entre o calçado do homem e o solo, é

Dados

aceleração da gravidade = 10,0 mˑs^-2

sen 53,0° = 0,800

cos 53,0° = 0,600

O elevador mostrado na Figura abaixo é utilizado para ajudar operários a transportar sacos de cimento do alto de uma plataforma para o chão.

O sistema é abandonado, a partir do repouso, da posição mostrada na Figura, e a cabine desce em trajetória vertical.

Se os atritos são desprezíveis e os cabos ideais, os valores aproximados da tração na corda e aceleração da cabine, durante a descida, são, respectivamente, em N e m -s²,

Dados

aceleração da gravidade g = 10,0 m .s²;

massa do contrapeso = 25,0 kg;

massa da cabine = 5,00 kg;

massa do saco de cimento = 50,0 kg.