Questões de Concurso sobre Força elástica

Por meio de um acelerômetro rudimentar formado por uma mola ideal à qual está presa uma massa de 50 g, deseja-se saber a aceleração de subida de um elevador (a partir do repouso até atingir a velocidade final). Para tanto, primeiro mediu-se, ainda no solo, fora do elevador, a deformação da mola em relação ao seu comprimento natural, tendo sido obtido o valor de 5,0 cm. Em seguida, já dentro do elevador, com a mola nele fixada, mediu-se novamente a deformação da mola durante o período em que o elevador subia, com aceleração constante. Nessa nova situação, obteve-se uma deformação de 5,5 cm.

Com base na situação hipotética descrita, e assumindo o módulo da aceleração gravitacional local como igual a 10,0 m/s², assinale a opção que apresenta a aceleração do elevador.

Para determinar a aceleração de um elevador, fixou-se em seu teto uma mola ideal, conectada a uma massa. Na mola, com o elevador em repouso, mediu-se uma elongação de 5 cm; já com o elevador em movimento ascendente e acelerado, a elongação era de 6 cm.

Admitindo que a massa seja de 100 g, a aceleração do elevador, em m/s², é de:

Um bloco de massa M_B = 3,00 kg é impulsionado por uma mola ideal comprimida por uma distância x = 0,40 m, com constante elástica k = 300 N/m. O bloco desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito e colide frontalmente com uma esfera sólida de massa m_e = 1,00 kg, inicialmente em repouso. Após a colisão, a esfera é lançada horizontalmente para a direita, caindo de uma plataforma de altura h = 1,25 m.

Considerando que a colisão é perfeitamente elástica e que a aceleração da gravidade é g = 10,0 m/s², é correto afirmar que, na figura, o alcance (d) horizontal da esfera, em metros, ao atingir o chão é de

Em um experimento de laboratório, um bloco de massa 2 kg desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito com velocidade constante V_i. À frente do bloco, encontra-se uma mola ideal de constante elástica k = 2000 N/m, fixa em um suporte.

O trecho da superfície onde a mola está instalada possui atrito, com coeficiente de atrito cinético µ = 0,5. Ao atingir a mola, o bloco inicia o processo de compressão até parar momentaneamente, atingindo uma deformação máxima de 10 cm.

Imediatamente após a parada, a mola empurra o bloco de volta. O bloco percorre novamente o trecho com atrito e é arremessado para fora da mola com uma velocidade final V_f.

Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s², determine │V_f - V_i│ aproximadamente.

Em uma demonstração das Leis de Newton, um professor mostrou aos alunos como a posição dos objetos em uma plataforma pode interferir nas condições de equilíbrio dos corpos. Para tanto, ele posicionou dois blocos sobre uma plataforma de densidade uniforme e peso próprio de 10 N, conforme a fi gura a seguir. O bloco A possui massa de 25 kg, enquanto o bloco B possui massa de 75 kg. A plataforma é apoiada em seu centro de massa por uma cunha, a qual exerce uma reação de apoio composta por uma força verti cal de 10 N para cima e uma força horizontal, com valor não identificado, que garantem o equilíbrio da barra. Na posição mostrada, foi colocada uma mola apoiada no solo sob uma das extremidades da barra. Quando o equilíbrio foi estabelecido, observou-se que a mola foi comprimida por uma distância de 25 cm.

Considerando que a mola não perde suas condições elásticas e que a aceleração da gravidade é g = 10 m/ s², é correto afirmar que a sequência que apresenta corretamente os valores da constante de mola (k) e da posição (b), em N/m e m, respectivamente, são:

Um microrrobô de 0,5g usado em cirurgias minimamente invasivas é impulsionado por uma mola biocompatível com constante elástica k = 200 N/m. Se a mola é comprimida em 2,0 mm e o robô deve subir uma artéria vertical enfrentando uma força de resistência viscosa constante de 0,05 $N$, qual a altura máxima aproximada que ele atinge?

Um bloco de massa M está colocado sobre uma superfície com a qual tem atrito desprezível. Sobre esse bloco, põe-se um outro de massa m, que possui, com o primeiro, atrito entre suas superfícies de contato. O bloco superior está preso a uma parede através de uma mola de constante elástica k = 10 N/m. Aplica-se então no primeiro bloco (o inferior) uma força F = 3 N, a qual faz um ângulo θ com a horizontal, como ilustra a figura a seguir:

Estando o sistema em iminência de movimento, é correto afirmar que a deformação sofrida pela mola é de

(Considere cosθ = 0,6 e senθ = 0,8.)

No laboratório de física experimental básica da Universidade de Cambridge, o estudante Newton dispõe de um cronômetro, uma mola e um objeto de massa conhecida. Desejando determinar a massa de um objeto desconhecido, ele monta um sistema massa-mola capaz de oscilar. Com o auxílio do cronômetro, Newton observa que o período de oscilação do sistema é de 2 s quando utiliza a massa desconhecida e que o período aumenta em 1 s quando uma massa adicional de 3 kg é acrescentada. A partir desses dados, Newton concluiu que a massa desconhecida, em kg, é igual a:

Uma esfera de aço é suspensa a uma mola ideal de constante elástica k. Depois de amortecidas as oscilações, a esfera fica em repouso com a mola aumentada em 12 cm em relação a seu comprimento original. Corta-se a mola em duas, de modo que o pedaço maior tenha 2/3 de seu comprimento original. A seguir, suspende-se a mesma esfera a esse pedaço maior. Depois de amortecidas as oscilações, a esfera fica em repouso com o pedaço maior da mola aumentado em x em relação a seu comprimento original.

Esse aumento de x é igual a

No trecho 1,0 < x < 3,0, como U(x) diminui com o aumento de x, temos $\frac{dU}{dx}$ < 0. Nesse caso, é correto afirmar que a força é negativa (aponta para –x), com módulo de, aproximadamente, 4,5 N.

Um fio condutor retilíneo e homogêneo, que possuí 20 cm de comprimento e 10 g de massa, está apoiado horizontalmente sobre uma mesa. Uma mola ideal e de massa desprezível, inicialmente em repouso (condição de equilíbrio), está conectada exatamente no meio deste condutor, como mostrado na figura A. No instante em que uma corrente elétrica (i) de 4 A começa a circular pelo fio, o apoio da mesa é retirado e ele fica suspenso horizontalmente por meio da mola, como mostrado na figura B. Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas da frase abaixo. Adote a intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s² , a constante da mola k igual a 10 N/m, a resistência elétrica do fio igual a zero e a ação da gravidade sobre o sistema.

Sabendo que o fio está inserido em um campo magnético (B) perpendicular e uniforme de 0,5 T, pode‐se concluir, corretamente, que após a corrente elétrica começar a circular pelo fio condutor, a força magnética Fm estará dirigida verticalmente para _______ e a mola sofrerá uma deformação igual a ______ cm.

Considere o bloco A de massa igual a 4 kg, inicialmente em repouso, apoiado sobre uma superfície horizontal x, perfeitamente lisa, e preso a uma mola ideal de constante elástica 150 N/m, conforme a figura a seguir.

Esse bloco A é então afastado 0,50 m de sua posição inicial (x = 0) e abandonado, em t = 0, passando a oscilar em movimento harmônico simples (MHS) de período T.

No instante t = T um outro bloco B, colide inelasticamente com o bloco A. Forma-se assim um sistema AB, de dois corpos, que passa a oscilar em MHS com período T’ = 2T. Considere que, na colisão, os blocos A e B se comportem como um sistema isolado de forças externas e que imediatamente antes da colisão, a velocidade de B era de 2 m/s.

Nessas condições, a amplitude de oscilação, em metro, do sistema AB será igual a

Analise a figura abaixo.

A figura acima apresenta um sistema em equilíbrio transicional e rotacional, constituído de um bloco homogêneo de massa m, pendurado em uma barra de massa desprezível na posição horizontal, a qual está presa nas suas extremidades a duas molas ideais A e B. As molas A e B possuem constantes elásticas iguais a k, e comprimentos naturais L_o,A e L_o,B, respectivamente (_Lo,A > L_o,8). Nessa situação, as molas A e B sofrem distensões iguais a $△$L_A, e $△$L_B, respectivamente, e as distâncias horizontais das molas ao ponto de sustentação do bloco são X_A e X_B, conforme indicado na figura. Se a diferença L_oA - L_OB = $△$_LA, a razão X_A / X_B é igual a:

Um bloco de massa m está preso a uma mola de constante elástica k e é puxado para esticar a mola uma distância A a partir da posição de equilíbrio. O bloco é então solto a partir do repouso e, devido a um amortecimento, ele para após algumas oscilações em uma posição de equilíbrio final x_f, (menor que A). Considerando a aceleração da gravidade local como g e desprezando o atrito com o ar, determine o módulo do trabalho realizado pelo amortecimento durante o movimento, em termos de k, A e x_f.

É muito comum nas aulas de Física modelarmos situações do cotidiano envolvendo análise de forças no movimento, desconsiderando atritos e massas de cabos e roldanas. Porém, em muitos desses casos, tais idealizações diminuem a possibilidade de fazermos previsões assertivas sobre os eventos e a quantificação das grandezas envolvidas. Um exemplo dessa situação pode ser visto na situação abaixo, em que se dispõe de dois blocos idênticos de massa 500 g e de uma roldana de massa 250 g e raio de 10 cm.

A fim de identificar a ocorrência de discrepâncias nas idealizações, são realizadas duas análises. Na primeira, chamada de caso 1, idealizamos um modelo no qual desconsideramos todos os atritos e não consideramos a massa dos cabos, nem a massa da roldana. Em uma segunda análise, caso 2, mesmo sem considerar a massa dos cabos e o atrito no eixo da roldana, para buscar maior aproximação com a realidade, passamos a considerar a massa da roldana e o atrito oferecido pela superfície de contato, admitindo que o coeficiente de atrito estático tem o mesmo valor do atrito cinético, com valor de u=0,1.

Dessa forma, é possível encontrar o módulo da tensão T no caso 1, aqui nomeada de T₁, e a tensão T no caso 2, nomeada de T₂. Qual a diferença entre T₁ e T₂?

Durante séculos, navegadores observaram que o nível do mar não permanecia estável, mas apresentava oscilações regulares ao longo do dia. Hoje, sabe-se que esse fenômeno decorre de interações gravitacionais. Sobre essa dinâmica, assinale a alternativa correta.

Um bloco de 400 g está conectado a uma mola fixada a um suporte e repousa sobre uma superfície horizontal sem atrito. Um segundo bloco, de 100 g, desloca-se com velocidade desconhecida e colide com o primeiro bloco, unindo-se a ele. Após o impacto, o sistema resultante passa a oscilar em movimento harmônico simples. A aceleração máxima do sistema após a colisão é 10 m/s² . Sabendo que a constante elástica da mola é 200 N/m, assinale a alternativa que apresenta a velocidade do bloco de 100 g antes da colisão.

Examine a figura abaixo.

Um semicírculo metálico de massa m e raio R, submetido a uma aceleração da gravidade de módulo g, encontra-se pendurado pelas suas extremidades por dois suportes, conforme mostrado na figura acima. O semicírculo está submetido a um campo magnético de módulo B que atravessa perpendicularmente o seu plano no sentido indicado na figura. Determine o valor do módulo da corrente elétrica $i$ que deve ser gerada através do semicírculo para que não haja tensão mecânica nos suportes e assinale a opção correta.