Questões de Concurso sobre MCU - Movimento Circular Uniforme

Um cilindro maciço, de 1m de raio, 10kg de massa e momento de inércia em relação ao seu centro de massa igual a 5kgm², é abandonado, do repouso, sobre uma superfície que faz 30° com a horizontal. No instante do abandono, é aplicado ao cilindro um momento igual a 20Nm, no sentido contrário ao movimento de descida do cilindro.

Sabendo que os coeficientes de atrito entre o cilindro e a superfície são iguais a 0,1 e 0,2, sobre o tipo de movimento do cilindro e a aceleração linear, em m/s², envolvida, é correto afirmar que

Dados: considere g = 10 m/s² e $\sqrt{3}$ ≅ 1,7.

Sobre um disco de raio igual a 1,0 m, foi colocada uma partícula. A partícula inicialmente estava a 75 cm do centro do disco. Neste instante, a partícula inicia o movimento circular uniforme, com aceleração de 2,7 m/s². A partícula é aproximada em 5,0 cm do centro. A nova aceleração, em m/s², é, APROXIMADAMENTE:

Considere as características e os efeitos da força centrípeta em situações de movimento circular. Com base no seu entendimento sobre física e mecânica, qual das seguintes afirmações é verdadeira em relação à força centrípeta?

ATENÇÃO: O enunciado a seguir refere-se às duas próximas questões

Uma partícula realiza um movimento circular uniforme (MCU) no plano 𝑥𝑦. Considere que a posição da partícula pode ser descrita por 𝑥 = 3 cos(3𝑡) e 𝑦 = −3 cos(3𝑡 − 𝜋/2), em que 𝑡 é o tempo em segundos.

O período do MCU realizado pela partícula, em segundos, é igual a

A força centrípeta é a força resultante sobre o corpo.

Examine a figura abaixo.

A figura acima ilustra a parte traseira de um carro ao fazer uma curva inclinada de um ângulo 6. As curvas em rodovias costumam ser compensadas (inclinadas) para evitar que os carros derrapem. Quando a estrada está seca, a força de atrito entre os pneus e o piso é suficiente para evitar derrapagens, mesmo sem compensação. Quando a pista está molhada, porém, a força de atrito diminui muito é a compensação se torna essencial. Um engenheiro civil é solicitado a projetar a seção curva de uma rodovia, com um ângulo de inclinação 6, que ficará sujeita às seguintes condições de uso: estando a pista molhada, a força de atrito estático entre a pista e os pneus deve ser tal que um carro, em repouso, estará na iminência de deslizar para dentro da curva e um carro se movendo com uma certa velocidade v estará na iminência de derrapar, para fora da curva. Nessas condições, sendo g a aceleração da gravidade, assinale a opção que apresenta o'raio de curvatura da curva.

Um corpo descreve um movimento circular uniforme de raio igual a 2 metros sobre a superfície horizontal de uma mesa. Entre outras forças, atua no corpo uma força de atrito cinético com coeficiente de atrito cinético igual a 0,5 e com potência dissipada de 49 W.

Com base nessa situação hipotética e considerando-se que a massa do corpo é de 1,0 kg e que a aceleração da gravidade é igual a 9,8 m/s², é correto afirmar que a intensidade da força centrípeta, em newtons, que atua sobre o corpo será igual a

A figura a seguir mostra uma barra de 1m de comprimento ligada, por pinos, a trilhos que deslizam, sem atrito, em 𝑨 na vertical para baixo e em 𝑩 na horizontal para a direita.

No instante em que o ângulo da barra com a vertical é igual a 𝜃 = 30°, a aceleração do ponto A da barra possui módulo igual a 4m/s² e sua velocidade angular é igual a 2rad/s.

Para o instante em que 𝜃 = 30°, o módulo da aceleração angular, em rad/s², da barra é igual a

Considere uma partícula puntiforme, carregada com carga de + 10 µC e massa 2,10^-6 kg, descrevendo um movimento circular uniforme, com velocidade de módulo 100 m/s, dentro de uma região onde há um campo magnético constante de módulo 4T. O valor do raio da trajetória que a partícula descreve, em unidades do sistema internacional, vale

Uma roda gigante gira uniformemente de forma a completar uma rotação a cada 40 segundos. Qual é a sua frequência em rotação por segundo (rps)?

Um pequeno disco apresenta dois furos, A e B, alinhados e a mesma distância do centro C, gira em sentido horário e realiza movimento circular uniforme com frequência de 10 rpm. Uma partícula P, que descreve um movimento retilíneo e uniforme, com velocidade constante de 2 m/s, se aproxima do disco. Em um determinado instante, a partícula P se encontra alinhada horizontalmente com os furos A e B do disco, estando o furo A mais próximo de P, conforme pode ser visto na figura. A partir deste instante, qual a distância, em m, que será percorrida pela partícula até que se alinhe horizontalmente pela primeira vez com o furo B estando mais próximo da partícula?

Considere a situação de um automóvel realizando uma curva à direita, a 72 km/h, conforme representado na figura a seguir.

Fonte: Elaborador

Sabendo-se que a curva tem raio médio de 29,5 m e que os pneus do automóvel têm 56 cm de diâmetro e 152 cm de distância, no mesmo eixo, a rotação da roda motora esquerda é

(Use π = 3,14)

Uma esfera metálica de pequenas dimensões é abandonada na borda de um hemisfério e passa a deslizar em seu interior com atrito desprezível, como ilustra a figura.

Sendo g o valor da aceleração da gravidade no local, o módulo da aceleração da esfera no instante em que ela passa pelo ponto mais baixo de sua trajetória é

Observe a figura a seguir.

Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/7795179/mod_resource/content/0/aula_exercicios_P3.pdf>. Acesso em: 25 jun. 2024. [Adaptado].

Uma bala de massa m se move horizontalmente com velocidade v. A bala atinge a borda de um disco sólido, que está inicialmente em repouso, ficando cravada nele (ver a figura). O disco tem massa M, raio R, momento de inércia MR²/2 e está livre para girar em torno de seu eixo. Qual é a velocidade angular do disco imediatamente após a bala ser cravada nele?

ATENÇÃO: O enunciado a seguir refere-se às duas próximas questões

Uma partícula realiza um movimento circular uniforme (MCU) no plano 𝑥𝑦. Considere que a posição da partícula pode ser descrita por 𝑥 = 3 cos(3𝑡) e 𝑦 = −3 cos(3𝑡 − 𝜋/2), em que 𝑡 é o tempo em segundos.

O movimento da partícula, em coordenadas polares (𝑟, 𝜃) pode ser descrito como:

A força centrípeta é igual à força da barra sobre o corpo.

Um determinado sistema dinâmico é caracterizado por sua resposta impulsiva no domínio discreto ℎ[𝑛], dado por:

Em seguida, um sinal de entrada 𝑢[𝑛] é aplicado nesse sistema, cujo sinal é dado por:

Nessas condições, o valor da saída do sistema 𝑦[𝑛] na amostra 𝑛=2 será

A atmosfera rarefeita de Marte torna mais difícil a sustentação do voo de um helicóptero em sua superfície, por isso ele deve ser leve e suas hélices devem girar em altas rotações. Considere um helicóptero construído com duas hélices de 1,2 m de diâmetro, que rodam a 2400 rotações por minuto em direções opostas.

A expressão que permite calcular, em m/s, o módulo da velocidade de um ponto na extremidade de uma hélice do helicóptero é

_____Uma bicicleta é uma máquina que utiliza uma engrenagem dianteira ligada aos pedais e conectada por uma corrente a uma engrenagem traseira ligada à roda.

Supondo que a coroa (engrenagem dianteira) de uma bicicleta tenha 42 dentes e que a sua catraca (engrenagem traseira) tenha 14 dentes, assinale a opção correta.

Sobre um plano horizontal, há um equipamento contendo um disco de raio 25 cm que pode girar em torno de um eixo vertical situado em seu centro. O disco possui momento de inércia de 80 x 10^-4 kg.m² e está girando com uma velocidade angular de 6,0 rad/s. Em um determinado instante, um estudante solta sobre o disco um objeto a 20 cm do centro que permanece fixo nesse local. Considerando que o disco possui 200 g e o objeto 50 g e desprezando os atritos no movimento de rotação do disco, assinale a alternativa correta para a nova velocidade angular do disco.