Questões de Concurso sobre Mecânica

Uma partícula de massa igual a 4,0 kg encontra-se submetida à ação de uma única força que faz com que sua posição varie com o tempo de acordo com a função 𝑥(𝑡) = 3𝑡³ − 2𝑡² + 𝑡 + 1, com 𝑥 dado em metros e 𝑡 em segundos. O trabalho realizado por esta força sobre o objeto entre os instantes 𝑡₁ = 0 e 𝑡₁ = 4 s vale, em Joules:

Em uma demonstração na sala de aula, o professor utilizou um pêndulo com duas esferas, 1 e 2. A esfera 1 foi posicionada em diferentes alturas e liberada, de forma a se chocar com a esfera 2.

Os alunos verificaram que, ao ser liberada da posição A e se chocar com a esfera 2 que estava estacionária, a esfera 1 ficou parada e a esfera 2 se deslocou até determinada altura. Ao repetir o movimento, liberando a esfera 1 a partir da posição B, a esfera 2 se deslocou até uma altura menor.

O professor solicitou aos alunos que propusessem hipóteses sobre esse resultado. A explicação considerada a melhor hipótese foi a que relacionou o observado na demonstração a

Sobre as Leis de Newton e suas aplicações, nota-se o seguinte:

Os simuladores são facilitadores no processo de ensino-aprendizagem, uma vez que promovem mais interação, deixando as aulas mais dinâmicas. Baseando-se nessa ideia, um professor de Física deixa uma atividade para seus alunos sobre lançamento horizontal de projétil para ser realizada no simulador PHET Interactive Simulations. O objetivo da atividade é que uma esfera de massa 1 kg seja lançada horizontalmente, a 3,2 metros de altura, e atinja o alvo localizado no chão a 12 metros da base de lançamento, como mostra a figura a seguir.

Montagem realizada no simulador.

Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/projectile-motion. Acesso em: 24 maio 2022.

Considerando g = 10 m/s² e desprezando todas as formas de atrito para que a esfera acerte o alvo, qual deve ser o valor da velocidade inicial de lançamento, em m/s?

As Leis de Newton estão presentes em inúmeras situações do cotidiano. A imagem A se refere à Primeira Lei, conhecida como Inércia, em que um motociclista perde o contato com a moto após bater num muro de pneus; e a imagem B, por sua vez, destaca a Terceira Lei de Newton, conhecida como Ação e Reação, que mostra uma colisão entre dois veículos.

Imagem A

Disponível em: https://www.todamateria.com.br/primeira-lei-denewton/. Acesso em: 24 maio 2022.

Imagem B

Disponível em: https://www.institutoclaro.org.br/educacao/paraensinar/planos-de-aula/3a-lei-de-newton/. Acesso em: 24 maio 2022.

Com base nos dois exemplos, assinale a alternativa correta.

O uso de elevadores hidráulicos para facilitar o acesso de pessoas que utilizam cadeiras de rodas, bem como a facilidade do fluxo de mercadorias, se faz presente em alguns prédios. O elevador apresenta uma bomba elétrica que exerce uma força sobre um óleo hidráulico, que se desloca dentro de uma mangueira estreita até um cilindro que está conectado a um pistão móvel, sendo este último responsável em elevar a cabine.

Disponível em: https://www.simem.com.br/como-funciona.Acesso em: 8 jun. 2022 (adaptado).

Considere que um elevador hidráulico tem a área do pistão quatro vezes maior do que a da mangueira hidráulica conectada à bomba. Qual deve ser a força mínima, aplicada sobre o óleo, para que a cabine de 15 kg possa subir, com velocidade constante, levando uma pessoa de 55 kg sentada numa cadeira de rodas com 10 kg de massa?

Dados: Despreze todas as formas de atrito e considere g = 10m/s².

A energia mecânica está presente em diversas situações do cotidiano, como numa pista de skate. Veja a pista construída no simulador PHET Interactive Simulations para investigar a energia mecânica envolvida durante o movimento de uma skatista. De acordo com os parâmetros fornecidos no simulador, a skatista tem massa de 50 kg, a aceleração da gravidade tem o valor de g = 10 m/s² e o sistema é conservativo, ou seja, não há nenhum tipo de atrito.

Montagem realizada no simulador. Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/energy-skate-park. Acesso em: 12 jun. 2022.

Considerando que a skatista parte do repouso, no ponto mais alto da pista, altura de 4 metros, em relação ao nível de referência, qual será a sua energia cinética e a velocidade, ao se encontrar a 1 metro de altura da pista?

Certa barra homogênea repousa sobre uma mesa quando sobre ela passam a atuar três forças de mesma intensidade, mesma direção, porém uma delas tem o sentido oposto às outras duas. Além disso, a direção das forças é perpendicular ao eixo longitudinal da barra e paralela ao plano da mesa conforme mostra a linha tracejada na figura abaixo. De acordo com os dados apresentados, é correto afirmar que.

O amortecimento viscoso é caracterizado pelo fato de que a força de atrito é diretamente proporcional à:

Considerem-se duas pistas circulares, concêntricas, A e B, de um clube de equitação. Seus raios guardam a relação R_B = 3.R_A. Pela pista A treina um cavalo que leva a metade do tempo que demora outro cavalo treinando pela pista B para completar uma volta em torno da pista. As razões entre suas velocidades angulares (ω_A / ω_B) e lineares (v_A / v_B) são, respectivamente,

De acordo com a obra de Ivan Oliveira (Física Moderna), analise os itens a seguir e, ao final, assinale a alternativa correta:

I – O que chamamos de Física Clássica é basicamente o conteúdo da obra de Isaac Newton e James Clerk Maxwell.

II – Isaac Newton unificou as leis que regem os fenômenos elétricos e magnéticos.

III – James Clerk Maxwell unificou as leis da mecânica.

No interior de um recipiente em que foi produzido alto vácuo, um corpo, de massa M, colide frontalmente com outro de massa 2M que estava inicialmente em repouso. A velocidade inicial do primeiro era V. Admite-se que, nas condições descritas, as colisões que não envolvem interações outras que não sejam mecânicas, são consideradas perfeitamente elásticas. Assim, as velocidades de M e 2M após a colisão descrita devem ser, respectivamente,

A estrutura óssea da coxa humana é formada pela patela e fêmur, o maior e mais resistente osso do corpo humano. Considere que os dois ossos da coxa (fêmur), cada um com área de seção transversal de 10 cm² , sustentam a parte superior de um corpo humano de massa 60 kg. Estime a pressão média sustentada pelos ossos.

Adote: Módulo da aceleração gravitacional = 10 m/s².

Uma prancha de comprimento igual a 1 m e seção transversal uniforme é articulada em uma extremidade no fundo de uma piscina. A piscina está cheia de água até uma altura de 50 cm. A densidade relativa da prancha em relação à água é 0,5.

Determine o ângulo θ que a prancha faz com a vertical na posição de equilíbrio.

Desconsiderando-se qualquer tipo de força resistiva, a relação entre as alturas máximas, h₁ e h₂, atingidas pelos projéteis A e B é:

Em aula de atividade física em uma escola, um grupo de estudantes se diverte com uma bola de basquete e disputa quem lança a bola o mais alto possível. Um dos alunos lança a bola para o alto, associa o movimento da bola com os seus conhecimentos adquiridos nas aulas de física e faz a seguinte afirmação:

I – Ao chutar a bola, dei uma velocidade a ela e, portanto, uma energia cinética, a qual foi diminuindo até que se tornou zero na altura máxima

PORQUE,

II – durante a subida, a força de arrasto reduziu a velocidade da bola e retirou energia cinética dela; portanto a energia inicial foi convertida em potencial gravitacional.

A respeito dessas asserções é correto afirmar que

Uma atividade interessante para trabalhar os conceitos relacionados ao movimento dos corpos é a utilização de um carrinho movido ao ar expelido por um balão de gás, como mostrado na ilustração a seguir.

(https://roboticacriativa.blogspot.com/2018/12/carrinho-movido-balao.html)

Acompanhando o movimento do carrinho, de preferência em linha reta, verifica-se que, mesmo após a bexiga esvaziar, o carrinho continua em movimento durante um certo tempo, até que a ação de uma força contrária acaba por freá-lo.

A situação descrita no texto está relacionada corretamente ao seguinte conceito de Física:

Um cubo homogêneo de massa M e de arestas iguais a a, foi colocado sobre uma superfície plana em um local em que a aceleração da gravidade tem intensidade igual a g. Sabendo que μ representa a densidade do material que constitui o cubo, é correto afirmar que a pressão p aplicada pela base deste cubo sobre a superfície plana pode ser expressa como:

Um recipiente está completamente cheio com água (densidade igual a 1 g/cm³). A 3 m de profundidade, em relação a superfície, é determinado um ponto A. Outro ponto B, que está abaixo de A e a uma profundidade h em relação ao ponto A, apresenta uma pressão com valor de 68600 Pa. Este ponto B está a 3 m acima do fundo do recipiente, conforme pode-se observar na figura a seguir. Determine o valor, em metros, de H, que representa a altura total deste recipiente.

Dados:

I - desconsidere a pressão atmosférica;

II - intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 9,8 m/s²; e

III - o líquido (água) perfeitamente homogêneo e em equilíbrio estático.

fundo do recipiente

Na figura a seguir apresenta-se uma caixa de madeira de massa igual a 6,0 kg que está sobre um assoalho de madeira e é puxada por uma força externa paralela ao solo através de uma mola, até que entre em movimento e, em seguida mantenha-se em velocidade constante. A diferença entre o alongamento máximo da mola e o alongamento necessário para manter o movimento descrito é de _____ cm.

Assinale a alternativa que preenche corretamente a frase acima.

Dados:

I- Coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho, μe = 0,62

II- Coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o assoalho, μc = 0,48

III- Constante elástica da mola, k = 100 N/m

IV- Módulo da aceleração da gravidade, g = 10 m/s²