Questões de Concurso sobre MCU - Movimento Circular Uniforme

No laboratório de Física um professor utilizou um ventilador girando em movimento circular uniforme e uma luz estroboscópica. Ao ir aumentando a frequência da luz ele observou que o ventilador aparentemente estava diminuindo a velocidade até parar em uma frequência de 60Hz.

Considerando-se que a pá do ventilador tem 30 cm de comprimento, qual é a velocidade tangencial, em m/s, na extremidade da hélice? (Considere: $\pi$ =3,0)

Nos parques de diversões, existem vários brinquedos que “desafiam a gravidade”, realizando loopings contidos em um plano vertical sem que os carros percam o contato com os trilhos e façam as manobras com toda segurança. Para tanto, é fundamental que a construção desses brinquedos leve em conta o desnível entre o ponto de partida dos veículos e o ponto mais alto do looping.

A figura representa o trecho de uma montanha russa em que um carrinho deverá percorrer o trilho, sem sofrer a ação de atritos ou da resistência do ar. O trilho está contido em um plano vertical e o looping circular tem raio R.

(Desenho ilustrativo fora de escala)

Fonte: Tópicos de Física – v.1 (página 345)

Se o carrinho partir do repouso do ponto A, é CORRETO afirmar que a relação entre o menor desnível h entre os pontos A e B e o raio R do looping para que ela consiga descrever toda a trajetória sem perder o contato com o trilho será de:

Observe a imagem a seguir.

A imagem representa quatro discos de raios R₁, R₂, R₃ e R₄ que giram juntos, em movimento uniforme, no sentido horário, presos a um único eixo de rotação que passa pelo centro O dos discos. Os pontos alinhados P₁, P₂, P₃ e P₄ descrevem um mesmo ângulo α num mesmo tempo t. De acordo com os dados apresentados, o ponto que tem maior valor de velocidade linear é o ponto

O movimento circular uniforme, por ser uniforme, não tem uma força relacionada a ele.

Caso um carro com 1.500 kg mova-se em uma trajetória circular com raio de 50 m a uma velocidade de 30 m/s, ele terá uma quantidade de movimento angular, em relação à origem, de 3,6 × 10⁵ kg ∙ m² ∙ s⁻¹.

Dois objetos de dimensões desprezíveis iniciam, no mesmo instante, movimentos circulares uniformes em posições angulares diferentes, conforme representado na figura a seguir. O objeto “B” possui velocidade angular de módulo igual a do objeto “A” e realiza o movimento no sentido horário, enquanto o objeto “A” realiza no sentido anti-horário.

Assinale a alternativa que representa corretamente a primeira vez, após o início dos movimentos, em que os dois objetos terão a mesma posição angular.

Num experimento, uma partícula q, carregada positivamente, com massa m e velocidade constante v penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme de intensidade B e passa a descrever um movimento circular uniforme de período T. Outra partícula carregada positivamente e com uma razão entre carga elétrica e massa três vezes maior do que a razão q/m da primeira partícula penetra perpendicularmente o mesmo campo magnético e realiza um movimento circular uniforme com um período igual a T’. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta a correta relação entre os períodos T e T’.

Vários são os casos particulares no estudo de interação entre cargas elétricas e campos magnéticos. Cargas lançadas perpendicularmente ao campo magnético (velocidade perpendicular ao campo) descrevem um movimento específico. Assinale a alternativa que apresenta o movimento que uma partícula produz quando lançada perpendicularmente ao campo magnético.

Considere um carro de massa 𝑚 fazendo uma curva em uma pista sobreelevada com atrito, em que o raio da curva é igual a 𝑅 e o ângulo entre a pista e a horizontal é 𝜃. A Figura 1 abaixo representa tal situação. O coeficiente de atrito estático entre a pista e os pneus é 𝜇.

Figura 1

Assinale a alternativa que apresenta a máxima velocidade com a qual o carro pode fazer a curva sem deslizar.

Assinale a alternativa que representa a aproximação para a velocidade do centro de massa no lançamento para o caso em que a largura da calha é muito menor que o diâmetro da esfera (L << D).

Em uma pista de teste circular de 4,2 km de comprimento, um veículo partiu do marco inicial da pista e manteve uma velocidade constante de 35 m/s executando voltas completas na pista. As dimensões do veículo, em relação às dimensões da pista, podem ser desprezadas e o movimento executado foi circular e uniforme. O valor do período, em segundos, observado no movimento é igual a

Na figura, o ponto P₁ executa MCU e o P₂, que é a projeção ortogonal de P₁, executa MHS. Além disso, observa-se que é a velocidade tangencial de P₁, φ é a fase num instante t e x é a abscissa que representa a elongação. A função horária da elongação descrita pelo ponto P₂ é dada por x = 3 cos (4t), em unidades do SI. O valor, em m/s, da velocidade tangencial de P₁ é igual a

Um corpo de massa igual a 3,0 kg, partindo do repouso, se move sobre uma trajetória retilínea com velocidade que aumenta a uma taxa média de 3,6 km/h a cada segundo. Após um intervalo de 10s, o corpo segue em movimento circular uniforme, realizando ¼ de volta em 2s. O módulo da resultante das forças durante a trajetória retilínea e o valor da força resultante média durante o trajeto circular valem, respectivamente, em newtons:

A figura a seguir representa a trajetória do movimento circular uniforme, realizado totalmente num plano vertical em um local onde há gravidade, em que um veículo está, durante todo o movimento, em contato com um trilho . Nessa figura estão assinaladas quatro posições (1, 2, 3 e 4). A posição 1 está diametralmente oposta a posição 3, assim como a posição 2 está em relação a 4. As posições 3 e 1 pertencem a linha tracejada na vertical (V) e, respectivamente, são a posição mais elevada e menos elevada da trajetória. Enquanto as posições 4 e 2 pertencem a linha tracejada na horizontal (H) e paralela ao solo.

Assinale a alternativa que indica corretamente uma relação entre os módulos das reações normais (N1, N2, N3 e N4) em cada uma dessas posições (N1 na posição 1, N2 na posição 2, N3 na posição 3 e N4 na posição 4).

A figura representa o gráfico velocidade-tempo de uma partícula que se desloca ao longo de uma trajetória circular de 48m de raio.

Assinale a opção que indica o módulo do vetor aceleração da partícula no instante t = 1 segundo.

Uma partícula está animada por um movimento uniforme ao longo da trajetória circular de centro em C, representada abaixo, no sentido horário. 1, 2, 3, 4, 5 e 6 são os vértices de um hexágono regular inscrito no círculo-trajetória.

Decorrido um intervalo de tempo ∆t, a contar do instante em que ela passa pelo ponto 1, o vetor variação de velocidade da partícula pode ser representado pelo segmento orientado desenhado na figura abaixo.

Nesse caso, decorrido esse intervalo de tempo ∆t, a partícula se encontra no ponto

No movimento curvilíneo uniforme, uma força central, que aponta sempre para um mesmo ponto e que pode ser variável, implica, para o movimento resultante, em uma trajetória circular.

O volante de inércia é um elemento mecânico que faz parte do motor do veículo. Localizado na saída do virabrequim, sua principal função é regular a rotação do motor para evitar a transmissão de vibrações bruscas dos pistões ao virabrequim, dando estabilidade rotacional ao sistema. Se, durante uma viagem, um carro variar a velocidade angular do volante de inércia de 955,41 RPM (revoluções por minuto) para 764,33 RPM, o momento de inércia necessário para dissipar 650,0 J de energia cinética seria igual a:

No canto da sala, sobre uma pequena mesa, estava colocado o antigo relógio pertencente à família. Apesar de empoeirado e esquecido pelo tempo, ainda funcionando perfeitamente. O ponteiro indicador dos minutos medindo exatamente 10 cm do eixo até a extremidade. Um ponto nesta extremidade possui uma velocidade tangencial, em m/s, igual a ______.

Assinale a alternativa que completa a lacuna do texto anterior.

A figura mostra um trilho vertical JKLM, cujo trecho JK é retilíneo e horizontal e o trecho KLM é circular de centro em C e raio R=2,5 m. Uma esfera de aço de pequenas dimensões e massa m=0,20 kg é lançada em um ponto do trecho JK com uma velocidade horizontal 𝑣⃗_𝑜 de módulo igual a 10 m/s e passa a deslizar sobre o trilho com atrito desprezível.

Considere g=10 m/s². No instante em que a esfera passa pelo ponto L, o módulo da força que o trilho exerce sobre ela é