Questões de Concurso sobre Mecânica

A figura mostra uma pequena esfera metálica, que pesa 10 N, suspensa por um fio ideal a um suporte. Com o fio esticado na horizontal, a esfera é abandonada e passa a se mover com atrito desprezível.

Focalizemos nossa atenção no instante em que ela passa pela posição em que o fio forma com a horizontal um ângulo 𝜃, sendo $sen$𝜃 $=\frac{3}{5}.$

Nesse instante, a tensão no fio é de

Duas partículas, A e B, de massas 4m e m, respectivamente, movimentam-se sobre uma superfície plana e horizontal, ao longo de uma mesma trajetória. O coeficiente de atrito cinético entre essa superfície e cada partícula é o mesmo e igual a μ_A = μ_B = 0,1

A figura abaixo indica as posições das partículas no instante t₀ = 0, quando as velocidades de A e B valem, respectivamente, 40 m/s e –10 m/s.

A partir desse instante as duas partículas estão sujeitas, na direção de seus movimentos, apenas à ação da força de atrito com a superfície. Em dado momento elas colidem, sofrendo um choque parcialmente elástico, de coeficiente de restituição e = 0,25. Durante essa rápida colisão, o sistema é considerado isolado e, logo após, as partículas novamente voltam a ter sobre elas, na direção do movimento, a ação exclusiva da força de atrito, permanecendo em movimento uniformemente variado até pararem.

Nessas condições, ao atingir o repouso, a partícula A estará na posição S_A, em metros, igual a

A figura a seguir representa um veículo de massa 1000 kg. Ele se movimenta com velocidade constante de 36 km/h ao longo de uma estrada e passa por dois pontos A e B ao longo de sua trajetória.

Considerando a aceleração da gravidade local g = 10 m/s² e sendo N_A e N_B as forças de reação que a estrada exerce sobre o veículo quando ele se encontra nos pontos A e B, respectivamente.

A razão ^𝑁𝐴 ⁄ _𝑁𝐵, pode ser expressa por

Um plano inclinado, de ângulo de inclinação 𝜽, está fixado sobre a superfície da Terra, como mostra a figura ao lado. Sobre ele está colocado um objeto de massa 𝒎 constante, que sobe o plano, sempre em contato com ele, quando é solicitado por uma força constante $\overrightarrow{F}$ , como indicado. A força $\overrightarrow{F}$ é sempre paralela ao plano inclinado. Há atrito entre o objeto e o plano inclinado, e o coeficiente de atrito cinético vale 𝝁_𝐜. Não há outros atritos além desse. O objeto está sujeito também ao campo gravitacional terrestre, suposto constante na região do plano inclinado.

Considerando que sen 𝜽 = $\frac{3}{5}$ , cos 𝜽 = $\frac{4}{5}$ e 𝝁_𝐜 =$\frac{1}{2}$ , determine algebricamente a intensidade 𝑭 da força aplicada sobre o objeto que faz com que ele suba o plano inclinado com velocidade constante.

Um caminhão percorreu uma distância de 6 km, e o tempo desse deslocamento foi de aproximadamente 8 min. De acordo com os dados fornecidos, a velocidade média do caminhão durante esse período foi de aproximadamente:

Para um observador fora do sistema e fixo na Terra, o movimento da bola segue uma trajetória parabólica.

Na Física, os estudos são amplos e diversos para entendermos alguns dos fenômenos que ocorrem na natureza. Sobre os conceitos mais importantes das Leis de Newton e na teoria da Relatividade nos fundamentos de Einstein, isso se evidencia quando

Considere uma placa fina, de massa 𝑚, com largura 𝑎 e comprimento 2𝑎, que está sendo posta a girar em torno de um eixo O localizado a uma distância 𝑎/2 de seu centro de massa (todos medidos em unidades do S.I.), como ilustrado na Figura 8 abaixo. Devido à ação de um conjunto de forças, a placa parte do repouso e atinge uma velocidade angular de 2𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠 em um intervalo de tempo de 4 segundos.

Figura 8

Com base nesse contexto, qual é o valor do torque resultante, em unidades do S.I., experimentado pela placa durante o intervalo de tempo mencionado? (Considere 𝜋 = 3).

Em física, um pêndulo é um objeto que oscila em torno de uma posição de equilíbrio. A figura abaixo representada traz um pêndulo simples afastado de sua posição de origem A até uma posição B, que é posição para a inversão do sentido do seu movimento, retornando à oscilação.

Sabendo que se trata de um sistema conservativo, no qual desprezamos as forças dissipativas, em relação à energia mecânica, assinale a alternativa correta.

A energia presente no processo de expansão de um gás é dada pelo trabalho na sua definição termodinâmica W = p·ΔV.

Um caminho que aproxima a estimativa de Fermi para a energia liberada na explosão da primeira bomba nuclear, teste Trinity de 1945, durante a passagem da onda de choque por ele que acompanhava o teste, consiste em se notar que os papeizinhos que foram arrastados pela onda de choque servem como estimativa da espessura de 2,5m da casca esférica de ar comprimido que compõe a onda de choque com volume ΔV. O centro da onda está no local onde explodiu a bomba a 10 milhas (16 km) de Fermi.

A pressão de uma onda de compressão pode ser modelada por:

p = w·v_som·dar·Δs_papel ≅ 1100 N/m²

Onde foram substituídos os valores w = 1s-¹ (ondas de choque), d_ar = 1,3 kg/m³, v_som= 340 m/s. e Δs_papel = 2,5m, vindo do deslocamento dos papeizinhos arrastados pela passagem da onda de choque.

Considere 𝛑 = 3. Assinale a alternativa que indica a ordem de grandeza da estimativa em joules da energia carregada pela onda de choque utilizando esse raciocínio.

Em um sistema isolado de forças externas,

Segundo a lei de Stevin, a pressão em um fluido estático depende da profundidade e da densidade do objeto submerso.

_____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.

Um corpo de massa 𝑚 é abandonado sobre um plano inclinado com um ângulo 𝜃 = 60° em relação à horizontal, como mostrado na Figura 5 abaixo, com um coeficiente de atrito cinético 𝜇 = 0,3. Seu centro de massa está a uma altura h acima da base do plano inclinado. Após descer o plano inclinado, o corpo entra em um loop de raio 𝑅 = 2 𝑚, onde a força de atrito é desprezível. Considere a aceleração da gravidade 𝑔 = 10 𝑚/𝑠² e desconsidere a resistência do ar.

Figura 5

Qual é, aproximadamente, a menor altura h para que o corpo atinja o ponto mais alto do loop sem perder contato com ele?

Um estreitamento reduz o diâmetro de um cano, disposto horizontalmente, de 4,0 cm para 2,0 cm, no qual escoa um fluido ideal de densidade 1,2 g/cm³. Sabendo que a velocidade e a pressão do fluido num ponto A da parte mais larga valem 1,0 m/s e 4,9x10⁴ Pa, respectivamente, qual será a pressão do fluido num ponto B, na parte mais estreita? Considere: os pontos A e B estão no mesmo nível.

Um homem atira horizontalmente uma bola de barro de massa 1,0 kg de uma altura de 1,8 m, com velocidade de $\overrightarrow{V}$ = 8 m/s, em direção a um skate parado de massa 3,0 kg, como mostra a figura a seguir.

Considerando que todo barro ficará grudado no skate no instante em que ele for atingido, o conjunto (skate + barro) iniciará um movimento com uma velocidade, em m/s, igual a:

O fluido é definido como um tipo de material incapaz de resistir a tensões de cisalhamentos, por isso, para fluidos em repouso, há somente a presença de tensões normais.

Considere um sistema massa-mola oscilando numa superfície sem atrito, conforme a figura:

Assinale a alternativa INCORRETA:

A figura abaixo ilustra uma situação de equilíbrio estável.

A pressão experimentada por mergulhadores e alpinistas, pela ação dos fluidos estáticos, é denominada pressão hidrostática.