Questões de Vestibular de Física - Máquina de Atwood e Associação de Blocos

Para trocar uma lâmpada, João, que pesa 800N, sobe lentamente em uma escada uniforme de 5,0m de comprimento apoiada contra uma parede vertical sem atrito. A extremidade inferior da escada é mantida a 3,0m de distância da parede, apoiada sobre uma superfície na qual existe atrito. A escada pesa 100N e o coeficiente de atrito estático entre o solo e a base da escada é igual a 0,40.

Qual a distância máxima ao longo da escada João poderá subir antes que ela comece a escorregar?

A figura representa um bloco B de massa apoiado sobre um plano horizontal e um bloco A de massa a ele pendurado. O conjunto não se movimenta por causa do atrito entre o bloco B e o plano, cujo coeficiente de atrito estático é.



Não leve em conta a massa do fio, considerado inextensível, nem o atrito no eixo da roldana. Sendo g o módulo da aceleração da gravidade local, pode- se afirmar que o módulo da força de atrito estático entre o bloco B e o plano

Sobre uma superfície sem atrito, há um bloco de massa = 4,0 kg sobre o qual está apoiado um bloco menor de massa = 1,0 kg. Uma corda puxa o bloco menor com uma força horizontal F de módulo 10 N, como mostrado na figura abaixo, e observa-se que nesta situação os dois blocos movem- se juntos.

A força de atrito existente entre as superfícies dos blocos vale em Newtons:

“Máquinas simples são dispositivos em geral que permitem multiplicar uma força com a finalidade de facilitar a realização de uma certa tarefa [...]. Alavancas, polias móveis e fixas, planos inclinados são exemplos de máquinas simples”. (NICOLAU, PENTEADO, TOLEDO E TORRES, Física: Ciência e Tecnologia, vol. Único – São Paulo: Moderna, 2001).

Uma talha exponencial é uma associação de polias móveis, de eixos distintos, com uma polia fixa (ver figura a seguir). Todas as polias possuem raios iguais. Nessa associação, F_P é a força potente ou aplicada para levantar um corpo de massa m. Qual o número de polias móveis que devem ser inseridas numa talha exponencial para que F_P = mg/16? (g é a aceleração da gravidade local). 

                                                           

Na montagem da estrutura para um show musical, será necessário transportar um piano de cauda de 500 kg para o palco. Para facilitar esse trabalho, foi montado um plano inclinado e um sistema de roldanas, como representado na figura.





Se os fios e as polias utilizados forem ideais, se desprezarmos o atrito entre o piano e a superfície inclinada e considerarmos g = 10 m/s ² , o módulo da força vertical que o homem deverá fazer para que o piano suba pelo plano inclinado com velocidade constante deverá ser, em newtons, igual a