Questões de Concurso sobre Mecânica

Um projétil é lançado do solo horizontal, obliquamente, com uma velocidade $\overrightarrow{v}$ de módulo igual a 50m/s.

A figura a seguir representa, em gráfico cartesiano, como o módulo da componente normal (centrípeta) da aceleração do projétil varia em função do tempo entre o instante do lançamento e o instante em que retorna ao solo, supondo a resistência do ar desprezível.

A altura máxima atingida pelo projétil foi

Uma barra cilíndrica e homogênea AB, de seção uniforme e de peso P, é articulada, pela extremidade A, a um piso horizontal. A barra é mantida em repouso, formando 45^o com o piso horizontal, presa a uma parede vertical por um fio ideal horizontal JK, como ilustra a figura.

Se a distância AK é igual a $\frac{3}{4}$ AB, a tensão no fio vale

Um pequeno bloco de metal e uma esfera de isopor – ambos imersos no ar – estão equilibrados em um suporte, como mostra a figura a seguir.

Quando esse conjunto (bloco de metal, esfera de isopor e suporte) é inserido dentro de uma campânula, a pressão do ar nesse ambiente é reduzida drasticamente.

Nessa nova condição, é correto afirmar que:

Quando o bloco passa pela posição de equilíbrio (x = 0), sua aceleração é nula.

Para se obter a velocidade de projéteis em um laboratório, pode-se utilizar um pêndulo balístico. Em um desses experimentos, um dardo de 0,4 kg é arremessado horizontalmente com uma certa velocidade inicial e atinge um bloco cuja massa é de 0,8 kg. Ao colidir com o bloco, o dardo fica grudado a ele e o conjunto eleva-se até uma altura de 60 cm em relação à posição inicial do bloco, que se encontrava inicialmente em repouso e na vertical. Considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s², assinale a alternativa correta para a velocidade do dardo no momento em que ele atinge o bloco.

Analise o texto abaixo para a questão 19.

A balança de torção de Cavendish é usada para determinar o valor da constante gravitacional. Ela consiste de duas esferas pequenas de mesma massa (m) fixadas em posições diametralmente opostas a uma haste leve e rígida no formato de T invertido. A haste é sustentada verticalmente por um fio, o que permite a rotação da haste em torno de seu eixo longitudinal, que também é um eixo de simetria. Quando duas outras esferas maiores de massa M são aproximadas das esferas menores, é observada uma pequena torção na balança. O ângulo de torção é medido com o auxílio de um sistema composto por um feixe de laser e um espelho fixado ao eixo vertical da haste, assim como ilustrado na figura abaixo. Se necessário considere G = 6,67 x 10^-11 N.m²/kg², adote a aproximação: 6,67 = 20/3.

Figura: Diagrama da balança de Cavendish descrita. Fonte: wikipedia commons.

Suponha que a massa das esferas maiores seja 𝑴 = 𝟐𝒌𝒈 e das esferas menores seja 𝒎 = 𝟏𝟎𝒈, que o comprimento do braço horizontal da haste seja 𝑳 = 𝟒𝟎, 𝟎𝒄𝒎 e que a distância de afastamento entre os centros de massa das esfera pequenas e grandes seja 𝒓 = 𝟐, 𝟎𝒄𝒎. Assinale a alternativa que apresenta o torque resultante sobre o sistema composto pela haste e as esferas pequenas, em relação ao eixo de rotação da balança.

Sabemos que a água ferve ao nível do mar a temperatura de 100ºC. Supondo um final de semana ensolarado e uma ida à praia, ao subir a serra sentido litorâneo, em uma elevação de 1000m, qual o comportamento da água quando desejamos fervê-la?

A figura a seguir apresenta um sistema oscilante formado por um objeto de massa 𝒎 constante que está preso a uma das extremidades de uma mola ideal, cuja massa é desprezível, e que tem uma constante de mola 𝒌. A outra extremidade da mola é presa a uma parede fixa. Não há quaisquer atritos agindo no sistema, de modo que o sistema é, por hipótese, um oscilador harmônico simples. A oscilação ocorre apenas na direção 𝒙, a única força nessa direção sobre o objeto de massa 𝒎 é produzida pela mola e o sistema oscila com uma frequência angular 𝝎₁.

O objeto de massa 𝒎 é substituído por um outro objeto, de massa 𝒎₂ = 2 𝒎, e também é posto a oscilar na direção 𝒙, novamente sem quaisquer atritos, agora com uma frequência angular 𝝎2. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da razão entre as frequências angulares 𝝎₂ e 𝝎_1.

Em um experimento sobre colisões são considerados dois carrinhos de massas iguais sendo que um está inicialmente parado e outro, em movimento. Considere que o atrito é desprezível e que os carrinhos colidem elasticamente sem perdas de energia.

O que acontece com os carrinhos após a colisão?

Em um determinado instante $t_0$, um veículo A, de 2 toneladas e viajando a 60km/h, choca-se com outro veículo B de 4 toneladas, que se encontrava parado.

Em outro instante 𝑡${}_1$ após o choque, ambos os veículos deslocam-se a uma velocidade de 19km/h.

A perda de quantidade de movimento entre os instantes 𝑡${}_0$ e 𝑡${}_1$, foi de, aproximadamente,

O gráfico abaixo mostra, de forma simplificada, o movimento de um drone da Nasa na superfície de Marte. O eixo da ordenada representa o deslocamento vertical de seu centro de massa e o eixo da abcissa representa o tempo.

Gráfico Deslocamento vertical versus tempo

Fonte: https://mars.nasa.gov/resources/25820/altimeter-chart-for-ingenuitys-firstflight/ (Acesso em mar. 2023 - adaptado)

O gráfico da Figura 1 permite concluir que, entre

A órbita de um planeta ao redor do Sol tem o formato de uma elipse, e o Sol ocupa um dos focos dessa elipse. Essa descrição corresponde à

O sistema representado na figura seguinte é composto por um bloco de dimensões desprezíveis e de massa m apoiado em um plano inclinado, que forma um ângulo α com a direção horizontal. O sistema possui uma mola ideal de constante elástica k e comprimento natural x₀

O bloco se encontra apenas encostado na mola e em equilíbrio, na posição A, a uma altura y_A. Nesse momento, a mola está travada e comprimida de um valor x. Quando a mola é destravada, o bloco, pela ação da força elástica, percorre a distância d, sem atrito, indicada na figura, até atingir o ponto B, a uma altura y_B, onde ocorre a inversão do sentido de seu deslocamento.

Considerando g o módulo da aceleração da gravidade, a distância d percorrida pelo bloco é dada na alternativa

Energia é uma grandeza física que se conserva, isto é, a quantidade total de energia nunca muda. Em termos diferentes, entende-se que energia é a capacidade de realizar trabalho. Existem diversas formas de energia intercambiáveis entre si, ou seja, que podem transformar-se umas nas outras. Apesar disso, quando transformada, a energia pode sofrer degradações em razão da entropia, tornando-se menos útil a cada transformação.

Sobre as formas de energia e suas características, assinale:

1. Energia mecânica.

2. Energia cinética.

3. Energia potencial gravitacional.

4. Energia elétrica.

5. Energia térmica.

6. Energia nuclear.

7. Energia potencial elástica.

( )Todo corpo que se move é dotado dessa energia. Essa forma de energia depende do quadrado da velocidade com que o corpo move-se e é proporcional à sua massa.

( )É definida como a soma da energia cinética com todas as formas de energia potencial de um sistema físico. Quando não há forças dissipativas, a energia é conservada.

( )Todo corpo que tende a retornar ao seu formato original após ter sido deformado apresenta uma quantidade de energia. Essa energia depende do quadrado da deformação do corpo.

( )É o nome popular usado para designar a energia potencial. A atração entre cargas dá origem a ela. Essa energia depende do produto entre as cargas e é inversamente proporcional à distância que as separa.

( )Quando um corpo está posicionado a alguma altura em relação ao solo.

( )É a soma da energia cinética das partículas de um corpo. Essa energia é diretamente relacionada à temperatura absoluta do corpo, medida em kelvin. Além disso, a transferência de energia entre corpos é chamada calor.

( )Tem origem nas forças atrativas que mantêm o núcleo atômico coeso. Quando o núcleo dos átomos é desintegrado, ele emite energia em forma de radiação corpuscular e ondulatória.

A sequência CORRETA é:

Na iminência do movimento, considerando que há atrito entre o bloco e a superfície, o coeficiente de atrito estático é igual a tan 𝜃.

A relação entre as compressões máximas A e B das molas é dada por

Qual é a vazão de ar de um ventilador que tem diâmetro de 550 mm e velocidade média de 6,5 m/s?

Qual é a área total que uma grelha de descarga deve ter para ser utilizada com uma vazão de 55.000 m³/h, de forma que a velocidade máxima não exceda 2,5 m/s, considerando uma área efetiva de 30%?

A força normal à superfície e a força peso do bloco compreende um par ação-reação, como descreve a terceira lei de Newton.

Uma granada é lançada em um arremesso oblíquo e, no ponto mais alto da trajetória, ela explode e se divide em 4 partes iguais. Duas partes saem em sentidos opostos na direção horizontal e as outras duas partes saem em sentidos opostos na direção vertical. Que componentes do momento linear são conservados?