Questões de Concurso sobre Dinâmica

Ao trocar o pneu de um carro com o auxílio de uma ferramenta, sempre tendemos a aplicar uma força o mais distante possível do eixo de rotação desses corpos. Para trocar um pneu de um carro, podemos usar uma chave de roda. Essa ferramenta é composta de um braço de alavanca que permite aplicar uma força o mais distante possível do eixo de rotação do parafuso, facilitando sua rotação. A ação que envolve a força e a tendência, ou a capacidade de uma força para girar um corpo ou alterar o estado de rotação de um corpo, é chamada de: (X).

Fonte: Sônia Lopes; Sergio Rosso. Ciências da Natureza: Evolução e universo. São Paulo: Editora Moderna, 2020.

Substitua o (X) da frase acima pela alternativa CORRETA.

Uma mola ideal está presa ao fundo de um recipiente que contém glicerina. Uma esfera de madeira, totalmente submersa em glicerina, é presa à mola e abandonada com a mola em seu comprimento original, como ilustra a figura.

A densidade da madeira é 0,80kg/𝓁, a densidade da glicerina é 1,25kg/𝓁, o volume da esfera é 4 𝓁 e a constante elástica da mola é k = 360N/m. Considere g = 10m/s² .

Depois de amortecidas as oscilações, com a esfera em repouso e a glicerina em equilíbrio hidrostático, verifica-se a mola, em relação ao seu comprimento original, está aumentada em

O tempo gasto para a chegada do bloco à posição −8 cm, a partir do repouso, é de 10 s.

Pesquisadores da cidade de Bartópolis (fictícia) foram incumbidos de realizar a caracterização botânica do óleo de copaíba, um importante bioativo da indústria farmacêutica. Para isso, a equipe percorreu um trajeto de 320 km em 240 minutos, chegando à zona de extração (plantação de copaibeiras). A imagem contém as informações do trajeto, observe-a atentamente.

Considerando as informações fornecidas, a velocidade média (em km/h) praticada pelo ônibus foi de:

A imagem acima representa

Um projétil é disparado obliquamente do solo (horizontal) e, supondo a resistência do ar desprezível, consegue atingir, no máximo, uma altura 𝐻. Verifica-se que, nesse ponto mais alto atingido, a energia mecânica do projétil está uniformemente dividida: metade sob a forma de energia cinética e metade sob a forma de energia potencial.

Nesse caso, o raio de curvatura da trajetória do projétil nesse ponto mais alto é igual a

Tendo em vista que não existe atrito entre a superfície e o bloco, o bloco se movimenta ao longo do plano com uma aceleração igual a 𝑎 = 𝑔 sen 𝜃, em módulo.

Um projétil, de massa 𝒎 = 𝟓𝟎 𝒈, atinge uma parede com velocidade horizontal, de módulo 𝒗 = 𝟐𝟎𝟎 𝒎/𝒔. Esse projétil penetra 𝟏𝟎 𝒄𝒎 na parede até parar. Assinale a alternativa que corresponde ao trabalho, 𝝉, realizado pela força resultante que a parede exerce sobre o projétil durante sua desaceleração. Se necessário, considere 𝒈 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔² (módulo do campo gravitacional).

O ângulo de elevação θ que uma pista de corrida deve ter para que as rodas dos carros não tenham que depender do atrito para evitar o escorregamento é dado pela equação seguinte, em que v representa a velocidade do carro, r, o raio da curva, e g, a aceleração da gravidade.

θ = tg^-1 $\left(\frac{v^2}{rg}\right)$

Um bloco é preso numa mola sobre uma mesa lisa sem atrito. O bloco é deslocado da posição de equilíbrio da mola de tal forma que a sua posição Y varia com o tempo, como mostra o gráfico abaixo.

Sobre o movimento do bloco é possível afirmar que:

Um caminhão guincho é um tipo de veículo que possui uma plataforma capaz de rebocar cargas como automóveis. Para colocar a carga em sua plataforma, o guincho conta com dois estágios de inclinação de sua rampa de acesso. No primeiro estágio, a rampa faz com a horizontal um ângulo de 60° e a carga é puxada com velocidade constante por um cabo de aço até a metade da plataforma. Após esse procedimento, a rampa é suspensa e sua inclinação, em relação à horizontal, passa a ser de 30°. Nesse momento, a carga é novamente puxada pelo cabo de aço, também com velocidade constante pelo restante da plataforma até o final do processo. Finalmente, a rampa é suspensa uma última vez e passa a se posicionar paralelamente ao solo. Durante um processo de elevação até o topo da rampa de uma carga de 400 kg, desprezando-se as forças de atrito e localizado em uma região onde a gravidade vale 9,8 m/s², o cabo de aço exerce sobre a carga uma força de tração, cujo valor máximo é mais próximo de:

De acordo com a energia envolvida no movimento de um objeto, tem-se que um corpo em movimento pode produzir transformações à sua volta. Caso, um carro em movimento colida com outro, ambos poderão sofrer deformações. A energia necessária para deformar os carros, estava presente na forma de energia de movimento.

Fonte: Mortimer E. et al. Matéria, energia e vida, uma abordagem interdisciplinar − O mundo atual: questões sociocientíficas. São Paulo: Editora Scipione, 2020.

Esse tipo de energia denomina-se:

Marque a alternativa CORRETA.

Uma pessoa utilizou uma roldana fixa para transportar um objeto de massa igual a 40 kg, em um local onde a gravidade é 10 m/s² , conforme ilustrado a seguir.

Para executar essa tarefa, a força a ser realizada pelo indivíduo é de

Observe a imagem a seguir.

A imagem representa o sistema formado pelos blocos X e Y, a corda que os une e a polia, que está em repouso. Cada um dos blocos tem 40 N de peso, e o bloco X está apoiado sobre um plano inclinado que faz um ângulo β com a horizontal. Os valores de a e b são 3 m e 4 m, respectivamente. A polia não tem atrito, a corda é inextensível e os pesos de ambas podem ser desprezados em relação aos pesos dos blocos. Diante do exposto, qual é o valor da força de atrito que o plano inclinado exerce sobre o bloco X?

A energia mecânica associada a um corpo, ou a um sistema de corpos, pode ser definida como a somatória da:

Uma pequena esfera de massa 𝑚 está posicionada no topo de um bloco de massa 𝑀 = 9 ⋅ 𝑚, de formato triangular, que, por sua vez, está apoiado sobre um plano rígido horizontal, conforme o esquema abaixo:

A partir do repouso, o sistema é, então, liberado, e a esfera desce o plano inclinado do bloco sem atrito. O bloco é livre para deslizar também sem atrito sobre o plano da superfície. Todo o sistema está imerso em uma região onde há um campo gravitacional de intensidade 𝑔. O bloco triangular tem um de seus ângulos internos igual a 𝜃. Desconsidere qualquer tipo de efeito ou resistência que possa ser causado pelo ar e assuma que a origem do sistema de referência 𝑥𝑦 é fixo em um ponto da superfície. A partir das informações fornecidas, a energia cinética de translação da esfera ao chegar no final do plano inclinado, em termos da massa 𝑚, do módulo da velocidade da esfera em relação ao bloco 𝑣 e do ângulo 𝜃, pode ser dada por:

Uma barra fina e homogênea de massa M e comprimento L está apoiada perpendicularmente à sua maior dimensão, de forma que seu centro de massa está a uma distância L/3 do ponto de apoio. Uma única força F, de módulo constante e perpendicular ao eixo da barra, é aplicada em uma das extremidades da barra, provocando sua rotação em torno do ponto de apoio, como mostra a Figura 1.

Figura 1

A aceleração angular adquirida pela barra, devido à aplicação da força F, é de:

Observe a figura a seguir onde as forças F_A e F_B atuam numa barra rígida de massa desprezível nos respectivos pontos A e B. A barra está apoiada no ponto C.

Indique a razão entre as distâncias AC e BC para que o torque total na barra seja nulo:

O intervalo de tempo (Δt) gasto pelo carro para percorrer o comprimento de O_B até -B é dado por

Em um parque de diversões há um carrossel, de 2,0 m de raio, que gira em movimento circular uniforme, completando uma volta em 10 s. Esse carrossel é, simultaneamente, acelerado em linha reta, a uma aceleração de 0,4 m/s² , na direção do segmento AC da figura. Quando parte do repouso, a posição de certa criança, de massa m= 20 kg, é o ponto A, esquematizado na figura.

(Arquivo pessoal: figura usada com autorização.)

A energia cinética que esta criança terá ao passar pelo ponto C pela primeira vez será, em joules, mais próxima de (adote π=3)