Questões de Concurso sobre Mecânica

Galileo, após ser condenado pelo tribunal da santa inquisição ao cárcere privado pelos últimos anos de sua vida, realizou e documentou o famoso experimento da rampa (plano inclinado) que resume o paradigma da experimentação na ciência moderna, e em particular o conduziu à famosa frase “O livro da natureza está escrito em linguagem matemática” - algo que podemos considerar como sendo a conquista que é realizada com a ciência newtoniana e a física de maneira geral. Sobre o experimento do plano inclinado são feitas as afirmações abaixo.

I. A sequência de números 1, 4, 9, 16… é compatível com as medidas de posição do corpo, em relação ao topo da rampa, em termos dos intervalos de tempo iguais e consecutivos numerados por 1, 2, 3, … etc. unidades de tempo, independentemente do sistema de unidades adotado.

II. A sequência de números ímpares 1, 3, 5,... ocorre para os deslocamentos consecutivos do corpo entre intervalos de tempo iguais e consecutivos, independentemente do sistema de unidades adotado.

III. Galileo utilizou a rampa, mas seria possível também ter considerado diretamente a queda vertical dos corpos, na medida em que era possível realizar as medidas de tempo com boa qualidade já com a tecnologia dos relógios e cronômetros de sua época.

Estão corretas as afirmativas:

Dois pêndulos, de mesmo comprimento, estão inicialmente dispostos conforme a figura ao lado. O pêndulo x, de massa 100 g, é lançado com uma velocidade de 5 m/s e colide com o pêndulo Y, de massa 150 g. Considere que a aceleração da gravidade, no local onde o experimento foi realizado, vale 9,8 m/s2. Supondo que a colisão é perfeitamente inelástica e desprezando as massas dos fios inextensíveis, bem como qualquer efeito de atrito.

Qual a altura máxima alcançada pelo centro de massa do sistema, após a colisão, em relação à posição inicial da esfera Y?

Um ciclista desce uma ladeira com velocidade constante. A massa do conjunto ciclista e bicicleta soma 80 kg, e a ladeira forma um ângulo de 30° com a horizontal. O valor da resultante das forças de atrito que atuam sobre o conjunto durante a descida, em Newtons, é de: (Considere g = 10 m/s², sen 30° = 0,5 e cos 30° = 0,87.)

A figura a seguir representa um trabalhador (T) de massa igual a “m” dentro de um elevador (E) de massa igual a “M”. Esse trabalhador mantém o sistema trabalhador-elevador-polia-cabos (TEPC) em repouso ao segurar o cabo C₂ que passa pela polia (P), essa última presa ao teto pelo cabo C₁.

Considerando:

1 - o módulo da aceleração da gravidade igual a “g”;

2 - os cabos e a polia ideais;

3 - não há momentos produzidos nesse sistema.

Entre as alternativas, assinale aquela que indica corretamente a expressão do módulo da força (F) que o trabalhador deve aplicar no cabo para manter o sistema TEPC em repouso.

Em uma instalação de bombeamento escoam 6 m³/min. de um fluido através de uma tubulação, cujo primeiro trecho tem área de escoamento de 400 cm² enquanto o segundo trecho tem 100 cm² de área de escoamento.

Sendo assim, as velocidades médias de escoamento do primeiro e segundo trechos, são, respectivamente,