Questões de Concurso sobre MCU - Movimento Circular Uniforme

Suponha que uma máquina de costura, que funciona conforme a descrição do texto 6A2-I, tenha sido colocada sobre uma mesa plana e horizontal, iluminada por uma fonte de luz, cujos raios incidem verticalmente sobre a mesa. Suponha, ainda, que a roda da máquina gire em movimento circular e uniforme em torno de seu eixo horizontal. Nesse caso, o movimento descrito pela sombra da manivela sobre a superfície horizontal da mesa é do tipo

Um anel semicircular rígido, de raio R, está fixado sobre uma mesa horizontal lisa. Um pequeno bloco é lançado com velocidade inicial u, de modo a entrar no anel por uma de suas extremidades. A velocidade inicial é tangente ao anel nesse ponto, e o bloco passa a se deslocar sobre a mesa, mantendo contato com a parede interna do anel até sair pelo ponto diametralmente oposto.

Durante o movimento, atua uma força de atrito cinético entre o bloco e a parede do anel, cujo coeficiente é µ. Despreze quaisquer outros efeitos dissipativos. Sabe-se que a velocidade com que o bloco deixa o anel ao completar o arco semicircular é v = u e^-µπ.

Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE o tempo necessário para que o bloco saia do anel.

No estudo de forças centrais conservativas, considere uma partícula de massa m movendo-se sob a ação de uma força F = -k/r³, onde k é uma constante positiva e r é a distância ao centro de força. Analise as seguintes afirmações sobre o movimento desta partícula.

I. O momento angular da partícula em relação ao centro de força é sempre conservado.

II. A energia potencial efetiva do sistema apresenta um mínimo para um valor específico de r, permitindo órbitas circulares estáveis.

III. Para órbitas circulares, a velocidade angular ω é proporcional a r^(-3/2).

Está correto o que se afirma em:

Ainda com base na descrição do texto 6A2-I, é correto concluir que, se a roda de uma máquina girar a uma razão de duas revoluções por segundo, o período e a frequência do movimento da sombra serão respectivamente iguais a

Duas partículas P₁ e P₂ idênticas possuindo carga elétrica positiva de intensidade q e massa m realizam movimento circular uniforme de raio r no plano xy no sentido anti-horário. Em um dado instante, ambas possuem velocidade de intensidade v em sentidos opostos, conforme mostrado na figura.

Este movimento das partículas é obtido pois, além de estarem sujeitas à força elétrica de natureza repulsiva, sofrem força magnética devido ao campo magnético (no sentido negativo do eixo z) em que estão imersas. Os pesos das partículas podem ser desconsiderados em relação às demais forças. Sabe-se que a intensidade do campo magnético é $B_0=\sqrt{\frac{mk}{r^3}}$ e que k representa a constante de Coulomb. Marque a opção que corresponde a v, módulo da velocidade destas partículas.

Durante uma prova de ciclismo de pista em um velódromo, um atleta percorre uma seção circular da pista. O raio da trajetória percorrida pelo ciclista é de 20,0 m, e ele completa uma volta inteira a cada 15,0 s.

O módulo da velocidade média tangencial do ciclista em m/s vale, aproximadamente,

Dado

considere π = 3

A solução geral da equação de movimento do corpo de massa reduzida no cenário descrito pode ser dada pela expressão a seguir, em que sãos vetores constantes, corresponde à frequência angular e t, ao tempo.

A roda de uma máquina de costura que funciona conforme descrito no texto 6A2-I tem diâmetro igual a 20 cm e gira a uma razão de cinco revoluções por segundo.

Considerando essa situação hipotética e sabendo que a fase inicial é nula, assinale a opção em que é corretamente apresentada a equação que descreve o deslocamento x da sombra da manivela em função do tempo, em unidades do S.I.

Em um laboratório de biologia molecular, um pesquisador utiliza uma centrífuga para separar organelas celulares de uma suspensão líquida. O equipamento possui um rotor que gira a uma frequência constante de 12000 rpm. Os tubos de ensaio são posicionados de forma que o fundo do tubo, onde ocorre a deposição do material mais denso, fique a uma distância de 10 cm do eixo de rotação. Considere π² = 10 para facilitar os cálculos.

Sabendo que a eficiência da separação depende da aceleração centrípeta a que a amostra é submetida, determine a razão entre essa aceleração centrípeta no fundo do tubo e a aceleração da gravidade g = 10 m/s².

Em um laboratório, um técnico posiciona um corpo de massa 100 g em repouso em um trilho de ar, com o intuito de considerar desprezível o atrito. Há um dispositivo capaz de interagir com o corpo, exercendo uma força sobre ele. Considere que, no instante t = 0s, passa a atuar uma força variável com o tempo, de acordo com a função f(t) = 20 - 4.t, com f medido em newtons e t medido em segundos.

Com base nessa situação, assinale a alternativa correta.

Examine a figura abaixo.

A figura acima representa a trajetória de uma partícula P que realiza um movimento circular e uniforme, de raio R, no plano xy, no sentido anti-horário, em torno do ponto O (origem do sistema de coordenadas). Seja ${\overrightarrow{\tau }}_0$ o vetor torque resultante sobre a partícula, calculado em relação ao ponto O', cuja localização está indicada na figura. Os pontos A (0,R), B (0,-R) e C (R,0) são pontos sobre a trajetória circular, conforme indicado na figura. Sendо assim, analise as afirmativas abaixo e coloque F (falso) on V (verdadeiro), assinalando a seguir a opção correta.

( ) O vetor ${\overrightarrow{\tau }}_0,$ tem intensidade não nula e constante, qualquer que seja a posição da partícula na trajetória circular.

( ) A intensidade do vetor ${\overrightarrow{\tau }}_0,$ decresce no intervalo de tempo em que a partícula sai do ponto C e se dirige ao ponto A.

( ) O vetor ${\overrightarrow{\tau }}_0,$ está entrando no plano da página (no sentido negativo de z, segundo a regra da mão direita) quando a particula passa no ponto $\left(\frac{R\sqrt{2}}{2},-\frac{R\sqrt{2}}{2}\right).$

Considerando-se que π = 3 e que o movimento da agulha da máquina de costura descrita no texto 6A2-I seja harmônico simples, com amplitude de 0,3 cm e frequência de 600 vibrações por minuto, é correto afirmar que o módulo da máxima aceleração da agulha será igual a

Suponha‑se que nesse evento uma corrida de carros elétricos, um dos carros percorreu uma curva de raio 20 m a uma velocidade de 10 m/s. Nesse caso, é correto afirmar que a aceleração centrípeta foi de 5 m/s² e o período para completar uma volta seria de, aproximadamente, 40π segundos.

Durante uma apresentação, uma motociclista realiza um número de acrobacia ao percorrer um loop vertical em alta velocidade. Suponha que o raio do loop seja de R = 3,67m. A menor velocidade que a motociclista deve atingir ao passar pelo ponto mais alto do loop, de modo a manter contato com a pista sem se desprender, é aproximadamente:

A física de Aristóteles, que dominou o pensamento ocidental por quase dois milênios, fundamentava-se em uma abordagem qualitativa e teleológica, buscando explicar os fenômenos a partir de suas naturezas e finalidades intrínsecas. Sua descrição do movimento difere radicalmente dos princípios da mecânica clássica desenvolvida posteriormente. Assinale a alternativa que descreve corretamente um dos pilares da teoria do movimento de Aristóteles.

Um professor de Física do Campus Pesqueira demonstra um movimento circular vertical girando um copo com água preso a um barbante, conforme a figura ilustrativa a seguir.

Fonte: FUNCERN, 2025

No ponto mais alto da trajetória, observa-se que a água não se derrama e permanece em contato com o fundo do copo. Seja 𝑅 o raio da trajetória, 𝑣 a velocidade tangencial do copo nesse ponto e 𝑔 a aceleração da gravidade. Nessas condições, a relação entre 𝑣, 𝑅 e 𝑔 que garante que a água permaneça no fundo do copo, sem cair, é:

Dois pêndulos cônicos, denominados 𝐴 e 𝐵, sustentam partículas de massas idênticas em suas extremidades. Os fios que os compõem são considerados ideais: sem massa e inextensíveis. As únicas forças atuantes sobre os pêndulos são as forças de tensão do fio e os seus pesos, sendo o atrito desprezível. Os pêndulos são colocados em movimento circular uniforme, cada um deles descrevendo uma trajetória em um plano horizontal situado a uma mesma altura 𝐻 abaixo do ponto de suspensão. Os fios têm comprimento iguais a 𝐿_𝐴 e 𝐿_𝐵, e formam ângulos 𝜃_𝐴 = 30° e 𝜃_𝐵 = 60° com a vertical. Sejam 𝑇_𝐴 e 𝑇_𝐵 os períodos de revolução dos pêndulos 𝐴 e 𝐵, respectivamente, determine a razão 𝑇_𝐴/𝑇_𝐵.

Espectrômetro de massa é um aparelho que permite determinar a razão carga-massa de amostras com os mais diversos componentes. Feixes de partículas ionizadas e vaporizadas, lançadas para o seu interior, ficam submetidos à força de um campo magnético uniforme onde sofrem um desvio em sua trajetória inicial, como ilustra o esquema.

O deslocamento destas partículas se dá em forma de um arco de um quarto de circunferência, de raio R = 4,0 cm, o tempo gasto para descrever a curva é de 1,0 μs, e a razão massa sobre carga vale 2,0. 10^–12 kg/C. Admitindo π com o valor 3,1, a intensidade do campo magnético no interior do dispositivo é, em tesla, de

A Figura mostra dois discos de raios R_A e R_B, cujos movimentos são transmitidos através de uma correia solidária que não desliza nos discos.

Elaborado pelo autor.

Sendo R_B = 1,5R_A e supondo que a roda A leve 2s para completar uma volta, o tempo que a roda B levará para completar uma volta será de

Observe a figura:

Certo corpo, de massa m, desliza por uma pista em forma de arco de circunferência, rugosa, passando pelo ponto A inferior da trajetória, a uma velocidade v. Durante o percurso, age sobre ele uma força de atrito dependente de um coeficiente de atrito μ. O raio da curva é R, e a aceleração da gravidade é g.

Nessas condições, é possível determinar a intensidade da força dissipativa em A pela expressão