Questões de Concurso sobre Plano Inclinado e Atrito

Considere um carro de massa 𝑚 fazendo uma curva em uma pista sobreelevada com atrito, em que o raio da curva é igual a 𝑅 e o ângulo entre a pista e a horizontal é 𝜃. A Figura 1 abaixo representa tal situação. O coeficiente de atrito estático entre a pista e os pneus é 𝜇.

Figura 1

Assinale a alternativa que apresenta a máxima velocidade com a qual o carro pode fazer a curva sem deslizar.

Considerando-se que o corpo esteja na condição limite para iniciar o movimento, é correto afirmar que o valor aproximado do coeficiente de atrito estático é de 87/50.

A força de contato ocorre quando as superfícies dos corpos que interagem estão em contato. Acerca do tema, analise a imagem a seguir, bem como as indicações expressas como 1; 2; e, 3.

Considerando o disposto na imagem, bem como a maneira em que as forças de contato podem se manifestar, as marcações 1, 2 e 3 se referem a:

Uma esfera de massa 50,0 g é abandonada no topo de uma rampa que apresenta atrito, conforme a figura abaixo. Considerando que g = 10,0 m/s² e que a esfera perde 20% da sua energia mecânica, assinale a alternativa com o módulo da velocidade da esfera em B.

Estudantes do curso de Física utilizaram uma câmera digital para filmar um carrinho descendo um plano inclinado cujo atrito é desprezível. O arquivo digital do filme fornece 10 fotos por segundo e, após uma calibração das fotos, eles observaram que o carrinho percorreu 5 cm entre a foto A e a foto B, sendo que a foto B ocorre imediatamente após a foto A. O professor fez cinco afirmações sobre a medida que eles realizaram, sendo apenas uma correta. Assinale a afirmativa correta.

Sobre um plano inclinado, perfeitamente liso e que não interage eletricamente com outros corpos, está fixada uma partícula A, eletrizada com carga +Q_A. Inicialmente, uma outra partícula B, eletrizada com carga +Q_B, é abandonada na posição indicada na figura a seguir.

Nessa condição inicial tem-se que o campo elétrico no ponto P, entre as partículas A e B, é nulo; a distância de B a P é 4 vezes a distância de A até P; a massa de B é m_B; θ é o ângulo de inclinação do plano inclinado em relação à horizontal; K é a constante eletrostática do meio; e g é a aceleração da gravidade.

Após esse instante inicial, observa-se que a partícula B se move lentamente ao longo do plano inclinado, atingindo uma posição de equilíbrio estático, de forma que a distância final entre as partículas A e B fique igual a

A força de atrito não é uma força fundamental da física.

Em um experimento de plano inclinado sem atrito, um estudante anotou a seguinte tabela da posição, em função do tempo, de uma esfera ao descer o plano:

Considerando-se este resultado experimental, é correto afirmar que a aceleração da esfera, em cm/s² , é igual a

Uma tábua (AB) de comprimento 100,0 cm foi utilizada como plano inclinado em duas situações (esquemas 1 e 2), representadas abaixo. Em cada um dos esquemas, um mesmo objeto de massa 200,0 g foi abandonado do ponto A e desceu em movimento retilíneo uniformemente variado até o ponto B. Os tempos de descida foram registrados em 4,0 s para o esquema 1 e 2,0 s para o esquema 2.

Considerando o exposto acima, assinale a alternativa que apresenta a relação correta entre os módulos das forças resultantes, 𝐹_𝑅1 (esquema 1) e 𝐹_𝑅2 (esquema 2), sobre o objeto de massa 200,0 g.

Esquema 1

Esquema 2

Em uma aula experimental, os estudantes devem determinar a força de atrito estático máximo entre um bloco e uma superfície. A tabela a seguir apresenta o coeficiente de atrito estático entre os materiais dos blocos disponíveis e os materiais das superfícies, compondo um kit, além de um possível esboço da situação. Utilize g = 10 m/s².

Os estudantes Pedro, Ester, João, Rute e Lucas montaram seus experimentos para depois calcular a força de atrito. Pedro usou o kit 1 com ângulo 𝛼 = 30^o; Ester usou o kit 2 com ângulo 𝛼 = 15^o; João usou o kit 3 com ângulo 𝛼 = 45^o; Rute usou o kit 4 com ângulo 𝛼 = 60^o; e Lucas usou o kit 5 com ângulo 𝛼 = 0^o.

Considerando o exposto acima, assinale a alternativa que apresenta o(a) estudante que conseguiu obter o maior módulo de força de atrito estático com sua montagem.

Um bloco de 3 kg comprime uma mola, de constante elástica igual a 450 N/m, por 12 cm. Após ser liberado, o bloco adquire velocidade e, assim que perde contato com a mola, passa a se deslocar em uma superfície plana e horizontal cujo coeficiente de atrito cinético equivale a 0,3, conforme apresentado na figura abaixo:

A distância percorrida pelo bloco enquanto se desloca sobre a superfície com atrito até sua parada total é de, aproximadamente. Considere a aceleração da gravidade no local como sendo igual a 10 m/s².

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

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 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

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

Uma equipe de segurança do transporte de uma empresa avalia o comportamento das tensões que aparecem em duas cordas, 1 e 2, usadas para prender uma carga de massa M = 200 kg na carroceria, conforme a ilustração. Quando o caminhão parte do repouso, sua aceleração é constante e igual a 3 m/s² e, quando ele é freado bruscamente, sua frenagem é constante e igual a 5 m/s². Em ambas as situações, a carga encontra-se na iminência de movimento, e o sentido do movimento do caminhão está indicado na figura. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho da carroceria é igual a 0,2. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², as tensões iniciais nas cordas iguais a zero e as duas cordas ideais.

Nas situações de aceleração e frenagem do caminhão, as tensões nas cordas 1 e 2, em newton, serão

Uma pessoa de 80,0kg de massa empurra um veículo de 2000,0kg que estava em repouso em uma superfície perfeitamente plana e horizontal. Considerando que tanto a pessoa quanto o veículo se movimentem no mesmo sentido durante o empurro, determine o mínimo coeficiente de atrito entre os pés dessa pessoa e a superfície para que o veículo adquira uma aceleração de 0,05m/s² .

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(Considere desprezível toda e qualquer forma de atrito atuando sobre o veículo e g = 10m/s² .)

No instante t, a potência P_R(t) dissipada pela força de resistência do ar é P_R(t) = -v²(t).

Para uma distância x(t) percorrida pelo carro até o instante t, o trabalho W_R(t), em joules, realizado pela força de arraste do ar será W_R(t) = 12.500 t - 250 v²(t).