Questões de Concurso sobre Mecânica

Os sistemas de energia podem ser considerados fechados, abertos ou isolados. Sobre as características relacionadas a esses sistemas, marque a alternativa CORRETA.

Uma barra homogênea AB, de seção uniforme e comprimento 𝓁, está em repouso na horizontal, apoiada por sua extremidade A em uma balança (I) e apoiada em um ponto distante X da extremidade B, na balança (II).

A indicação da balança (II) é o triplo da indicação da balança (I). A distância X é igual a

A figura 1 mostra um bloco em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. Nesse caso, a superfície exerce sobre o bloco uma força ${\overrightarrow{f}}_1$.

A figura 2 mostra o mesmo bloco deslizando sobre um piso horizontal em movimento retilíneo uniforme. Nesse caso, o piso exerce sobre o bloco uma força ${\overrightarrow{f}}_2$.

A figura 3 mostra o mesmo bloco descendo, em movimento uniforme, uma rampa inclinada em relação à horizontal ao longo de uma reta de maior declive. Nesse caso, a rampa exerce sobre o bloco uma força ${\overrightarrow{f}}_3$.

figura 1 figura 2 figura 3

Essas forças ${\overrightarrow{f}}_1$, ${\overrightarrow{f}}_2$ e ${\overrightarrow{f}}_3$ são tais que

Em uma aula de laboratório, o professor demonstrava uma oscilação em movimento harmônico simples. Para tal ele montou um sistema no qual uma mola foi ligada à parede e fixada em um bloco de massa m_A = 2,00 kg apoiado em uma superfície sem atrito. O professor puxou o sistema até a amplitude de 1,00 cm e disparou o cronômetro de forma que a constante de fase é de 90^o.

Após iniciado o movimento, um estudante jogou uma bolinha de modelar em direção ao bloco de massa m_A, que oscilava com uma frequência de 50,0 Hz. A massa de modelar fixou-se no bloco A no instante 5,00 ms.

Considerando-se que a duração da colisão foi muito menor que o período de oscilação do bloco A, qual é a velocidade do bloco A no instante em que ocorreu a colisão? (Considere: $\pi$=3,14)

Na posição −𝑥_𝑚, a velocidade do bloco é máxima.

Os fios utilizados no arranjo são inextensíveis e com massas desprezíveis.

Um problema muito comum com que os alunos se deparam no laboratório de Física está relacionado às forças que atuam num corpo quando este está em repouso ou em movimento num plano inclinado. Numa rampa com inclinação de 36º, um corpo se move sob a influência de uma força horizontal F. Considerando que não há atrito e que sua massa seja 40 kg,

Dados

1. g = 9,8 m/s²
2. sen 36° = 0,588
3. cos 36° = 0,809
4. tan 36° = 0,726

calcule a força F necessária para que o corpo suba a rampa com velocidade constante.

O artigo “A física no salto recorde de Felix Baumgartner” de Fernando Lang da Silveira, publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física em 2015, analisa o movimento durante toda a queda, como descreve em seu resumo.

“Em 14/10/2012 Felix Baumgartner fez seu salto recorde na atmosfera. A partir do vídeo que apresenta medidas de tempo, velocidade, altitude e aceleração durante todo o salto recorde são discutidos diversos aspectos da Mecânica envolvida no feito, bem como tópicos de física da atmosfera terrestre relevantes para a compreensão do movimento de descida desde a estratosfera. Além dos três recordes mundialmente reconhecidos - maior altitude inicial, maior extensão de queda e obtenção de velocidade supersônica por um paraquedista - demonstra-se quantitativamente que também ocorreu queda livre, com aceleração em acordo com o valor previsto teoricamente pela International Gravity Formula, durante mais de 20 s, por mais de 3 km, constituindo-se certamente em outro recorde. Apresenta-se também um modelo para a velocidade na etapa de descida sem paraquedas que é consistente com os dados do vídeo.”

O gráfico elaborado da variação da velocidade com o tempo representado abaixo permite analisar diversas características do movimento durante toda a queda.

Considere as afirmativas a seguir:

I. A altitude do salto foi de 72 km.

II. No intervalo AB o movimento é de queda livre com aceleração de 9,82 m/s².

III. Em diferentes momentos da queda a força resultante é pequena (quando comparada com outras forças que atuaram durante o salto), como nos instantes próximos à 130 s, 170 s e em boa parte do trecho entre 200 e 240 s.

Estão corretas as afirmativas:

Na torre de Fallturm Bremen, laboratório do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM), a catapulta que pode lançar cápsulas de 300 a 500 kg para simular microgravidade. A cápsula deve sair à velocidade de 48 m/s, e a aceleração ocorre em cerca de 0,3s sendo realizado por um sistema pneumático. Considere g=10 m/s².

A depender do peso do experimento levado pela cápsula, o esforço sobre o sistema pneumático é distinto para garantir as mesmas condições de lançamento. Considerando uma massa de 500 kg e supondo que a aceleração de lançamento seja uniforme, procura-se determinar:

I. A aceleração a que a cápsula é submetida durante o lançamento (em unidades de g: aceleração da gravidade) é de ______.

II. A força resultante sobre a cápsula durante o lançamento é de ______.

III. O trabalho realizado pelo sistema pneumático é de ______.

Assinale a alternativa que apresenta os valores mais consistentes para as lacunas.

O ângulo formado pela velocidade final de colisão com a superfície plana em D e a direção vertical teve o cosseno igual a

Ao longo de um teste de desempenho de um novo modelo de automóvel, o piloto percorreu um terço da pista com velocidade de 15 m/s e, o restante, com velocidade de 45 m/s.

A velocidade média desenvolvida durante o teste completo, em m/s, foi

A figura a seguir representa os gráficos velocidade-tempo de duas pequenas esferas, (1) e (2), que se movem sobre trilhos retilíneos e paralelos.

No instante t = 6s, as esferas estão rigorosamente emparelhadas.

No caso, entre 0 e 6s, a maior distância entre elas foi

Um bloco de massa 4,00 kg é abandonado de uma altura de 4,75 m verticalmente acima de uma mola ideal de constante elástica k = 80,0 N/m, que possui uma extremidade fixa a um plano horizontal, como mostra a figura.

Suponha que o bloco adere à mola instantaneamente ao colidir com ela, comprimindo-a verticalmente. Considere os atritos desprezíveis e g = 10,0 m/s².

O valor máximo do módulo da velocidade do bloco, enquanto ele está descendo, é

Numa ponte de 100 m de extensão existem dois conjuntos de trilhos retilíneos e paralelos que permitem a passagem de dois trens simultaneamente. Exatamente no mesmo instante, chegam dois trens, A e B, precisamente nas extremidades opostas da ponte e em trilhos diferentes. Estes trens se deslocam na mesma direção e em sentidos contrários. O trem A possui 200 m de comprimento e velocidade constante de módulo igual a 36 km/h e o trem B possui 100 m de comprimento e velocidade constante de módulo igual a 18 km/h. De acordo com o texto, é correto afirmar que:

A massa específica e a densidade têm a mesma unidade de medida, representando ambas a relação entre a massa e o volume. Entretanto, a massa específica está ligada à natureza da substância, enquanto a densidade refere-se a um corpo específico.

Para manter a saúde física e mental, uma pessoa faz caminhadas diárias em um parque público percorrendo três vezes uma pista de 1,5 km de comprimento. O tempo utilizado para cada volta é de 15 minutos. Utilizando os conceitos da Física, podemos determinar que a velocidade média, em km/h, desenvolvida durante essa caminhada é de:

Se desprezarmos as forças de resistência do ar e o atrito no eixo da roldana, é correto afirmar que:

Na mecânica aristotélica, um corpo só pode ter um único movimento de cada vez, de forma que um projétil que seja arremessado obliquamente terá uma trajetória retilínea ascendente até que a ação inicial esgote-se, quando, em seguida, o corpo cairá verticalmente.

Com base na Mecânica de Fluidos, relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando as equações às situações descritas.

Coluna 1

1. Equação de Navier-Stokes.

2. Equação da Continuidade.

3. Equação de Bernoulli.

Coluna 2

( ) Aplicação do princípio da conservação da quantidade de movimento linear a um fluido newtoniano.

( ) Quando aplicada para um fluido newtoniano, com viscosidade desprezível e com escoamento incompressível, resulta na equação de Euler.

( ) Somente pode ser aplicada para um fluido newtoniano, com viscosidade desprezível, com escoamento incompressível, em regime permanente, em um sistema conservativo, sem variação de energia interna e ao longo de uma linha de corrente.

( ) Aplicação do princípio da conservação de massa para fluidos incompressíveis, com viscosidade desprezível e em regime permanente de escoamento.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

As figuras mostram cinco pequenas esferas de aço que se encontram à mesma altura h do solo, mas cada uma com uma velocidade diferente.

Assinale a opção que indica as esferas que, a partir desse instante, passarão a se mover na direção resultante das forças que atuam sobre elas.