Questões de Concurso sobre Momento da Força/Equilíbrio e Alavancas

O sistema representado na Figura abaixo compreende uma alavanca AO e dois cilindros hidráulicos. A alavanca é vinculada à haste do pistão do cilindro menor no ponto B, situado na metade do comprimento AO. O pistão do cilindro menor tem área igual a S₁, e a área S₂, do pistão do cilindro maior, é igual ao triplo da área S₁. Os cilindros contêm óleo e são ligados por um mangote inextensível, que permite a passagem do fluido de um cilindro a outro.

Ao aplicar a força F₁, igual a 36 N, no ponto A da alavanca, produz-se a força F₂ que, em N, é igual a

Durante a inspeção de um elevador, foi realizado um teste para verificar o estado de conservação do cabo de acionamento em operação.

O elevador, com carga de 4.500 N, foi deixado livre para mover-se apenas com o contrapeso de 500 N, conforme ilustrado na Figura.

Nesse cenário, considerando-se g = 10 m/s², a aceleração de descida do elevador, expressa em m/s², é

Coloca-se um objeto em um dos pratos de uma balança de braços iguais. Para manter a balança em equilíbrio, é necessário colocar no outro prato um contrapeso de massa m, como mostra a figura 1.

figura 1

A seguir, suspende-se o mesmo objeto a uma mola. Na posição de equilíbrio, a mola se alonga x em relação a seu comprimento original, como mostra a figura 2.

figura 2

Imagine que repetíssemos esses experimentos na Lua. Lá, para manter a balança em equilíbrio usaríamos um contrapeso de massa m e a mola, na posição de equilíbrio, ficaria alongada x` em relação a seu comprimento original.

Nesse caso, verificamos que

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:

Na figura b, o lápis não está em equilíbrio devido à atuação das forças N e V.

Se uma partícula A, em equilíbrio, estiver em um ponto P sob a ação de uma força F, tal que F seja positiva à direita de P e negativa à esquerda de P, então, o equilíbrio de A será instável.

Em alguns exercícios de musculação, como no “Stiff” e na Remada, o movimento inicia com a pessoa em pé com as pernas paralelas e o tronco flexionado com os braços estendidos segurando a barra de alteres. Em primeira aproximação, podemos considerar que as pernas e o tronco são barras fixas, podendo girar em torno de um ponto (pivô), como representado no desenho da figura abaixo pelo ponto vermelho. Para uma pessoa nessa posição, suportando estaticamente um alteres de massa 30 kg, qual seria o torque ou momento da força peso, em relação à coluna lombar (pivô) provocado pelos alteres?

Obs: Considere a aceleração da gravidade como sendo 10 ,0 m/s²

É possível calcular corretamente a força tangencial atuante no lápis por meio da expressão V = F × sen($\theta$).

Para fazer um exame em uma caixa d’água, um perito de massa de 80 kg deverá subir uma escada homogênea de 5 m de comprimento (40 kg de massa), cuja parte superior está apoiada em um muro vertical liso (sem atrito), em um ponto localizado a 4 m do solo (considerado plano e horizontal). O centro de massa da escada está no seu centro geométrico.

Nessa situação hipotética, se o perito estiver em repouso a 3 m de altura em relação ao solo e se existir atrito entre a escada e o solo, será correto afirmar que o valor da força exercida pelo muro sobre a escada, em uma situação de equilíbrio, é de

Use g = 10 m/s² (módulo da aceleração da gravidade no local).

Uma bola de basquete e outra maciça têm massa e raios iguais. Elas são postas a girar em torno de eixos que passam pelos seus centros.

Observe a figura a seguir.

A figura mostra uma barra de alumínio com furos, suspensa por dois fios que estão a 50 cm de distância um do outro. Massas de 50 g (m = 50 g) são penduradas em seus furos, conforme ilustrado. O tamanho de cada faixa preta ou branca é de 5 cm e a massa da barra de alumínio é de 50 g. Considerando a aceleração da gravidade como sendo de 10 m/s², se o sistema estiver em equilíbrio, a tensão no fio da direita, em newtons, é de

Um disco de raio R com centro em O pode girar livremente em um plano horizontal sem atrito em torno de um eixo fixo que passa por O. Uma mola de comprimento natural L tem uma das suas extremidades articuladas a um ponto fixo na parede. Este ponto está localizado a uma distância L do ponto O. A outra extremidade está articulada à borda do disco, em uma posição cujo movimento será analisado a seguir. Inicialmente, a mola se encontra em orientação perpendicular à parede e seu comprimento está reduzido a $x$ = L - R, como mostra a figura. Considere que os pontos A e B são pontos fixos do espaço e que R < L. A seguir, são feitas algumas afirmações sobre esse sistema.

1. O sistema tem apenas dois pontos de equilíbrio, A e B, sendo ambos instáveis.

2. Se um pequeno torque impulsivo for aplicado ao disco, este último continuará completando voltas indefinidamente, contanto que não haja nenhuma dissipação de energia.

4. Se um pequeno torque impulsivo for aplicado ao disco, este pode não completar uma volta se a sua massa for muito grande e a constante elástica for muito pequena, mesmo sem haver dissipação de energia.

8. Seja C um ponto fixo no espaço a uma distância R de O. Se |$\angle$AOC| < 30º, C nunca será um ponto de equilíbrio estável.

Assinale a alternativa que contém a soma dos números correspondentes às afirmações verdadeiras.

Um carpinteiro instala uma prateleira na parede presa com um fio inextensível e massa desprezível, conforme a figura abaixo. A massa da prateleira com distribuição uniforme é de 5,0 kg e a tração máxima suportada pelo fio é de 1,0 x 10³ N. Usando as dimensões indicadas na figura, calcule a massa máxima, em kg, de uma partícula pontual colocada no ponto A para que o fio não arrebente e assinale a opção correta.

Dado: g = 10 m/s²

Considerando as informações do texto 1A3-I, assinale a opção que indica o módulo do torque gerado em A pela força peso P quando o cesto está na altura h.

Para substituir um botijão de gás vazio, é necessário desconectar o regulador fazendo-o girar no sentido anti-horário. Para isso, uma pessoa exerce, com suas mãos, duas forças sobre a haste do regulador, conforme a figura 1-a. A figura 1-b mostra detalhes de um regulador de gás.

Considere que a haste de um regulador tenha comprimento L e que nas suas extremidades sejam aplicadas duas forças horizontais de mesma intensidade F, perpendiculares à haste, conforme a figura 2.

Nessa situação, o torque resultante aplicado pela pessoa sobre a haste do regulador tem intensidade

O sistema internacional de unidades escolheu, por razões experimentais e práticas, privilegiar a unidade eletrodinâmica ampère (A) em termos da escala do valor para ser assumido como unidade em detrimento à quantidade de carga elétrica estática, em coulomb. Assim, embora 1 A seja algo comum na vida doméstica moderna (1 coulomb de carga fluindo por segundo em um condutor sem acúmulo), o mesmo não ocorre com 1C. Entretanto, é comum encontrar exercícios de eletrostática em materiais didáticos com quantidades inteiras de coulomb de carga estática.

Para explorar isso, um professor propõe o sistema abaixo: duas esferas de 1cm de diâmetro carregadas, alinhadas com suas superfícies separadas de 2 cm conforme o esquema. A esfera de cima é presa ao teto por meio de uma haste isolante, e ambas são carregadas com cargas opostas, uma com +1C e outra com -1C.

Na esfera de baixo é presa uma sacola. Considerando K = 9 x 10⁹ Nm²/C² e g = 10 m/s², a massa que se poderia colocar dentro da sacola para produzir equilíbrio estático seria de:

A barra da figura abaixo se apoia nos pontos A e B e está em equilíbrio sob a ação das forças indicadas. A barra pesa 40kgf e o seu comprimento é de 8 cm; Calcule a força exercida sobre a barra no ponto A e assinale a opção correta.

A figura a seguir mostra uma viga simplesmente apoiada de seção transversal retangular com suas dimensões. No meio da viga, uma carga P encontra-se posicionada no meio da viga.

Dado: $I=\frac{t{a}^3}{12}$

A máxima tensão de flexão é:

Quando se empurra um carrinho de supermercado realiza-se ___________. Quanto mais se emprega força e quanto maior for o deslocamento do carrinho, maior será o ______________ realizado.

De acordo com o texto acima, qual processo é descrito. Marque a única alternativa que completa as lacunas no texto CORRETAMENTE.

O sistema de gangorras é amplamente utilizado como uma diversão para as crianças, esse sistema pode envolver um conceito físico de equilíbrio. De acordo com a figura abaixo em que o menino A apresenta o dobro do peso do menino B, o que é preciso para que esse sistema entre em equilíbrio.

Fonte: HELOU, R.D; GUALTER, J. B & NEWTON, V.B. Tópicos de física - vol. 1, 20.ed. São Paulo, ed. Saraiva, 2007