CURSO ANUAL DE FÍSICA – Complementos Semana 8 NOVOS VÍDEOS – NOVAS QUESTÕES EM VÍDEO Video 6 – Questão Complementar 1 Dois blocos A e B de massas 14 kg e 6 kg são ligados por um fio ideal que passa por uma polia, como na figura abaixo. Desprezando eventuais atritos, determine a força de tração na corda: a) 30 N A b) 42 N c) 24 N d) 17 N B e) 36 N Video 7 – Questão Complementar 2 No esquema abaixo, os blocos A e B, de massas 6 kg e 4 kg, são submetidos às forças F1 e F2 de intensidades respectivamente iguais a 30 N e 80 N. A força de contato que um bloco exerce no outro vale : a) 16 N F1 b) 30 N F2 A c) 28 N B d) 60 N e) 40 N Video 8 – Questão Complementar 3 A figura abaixo mostra duas caixas de mesma massa M = 5 kg conectadas entre si através de um fio ideal. A rampa lisa apresenta inclinação = 30o. Se a gravidade local vale g = 10 m/s2, o prof Renato Brito pede que você determine: a) A aceleração com que o sistema se moverá quando o bloco F e puxado para cima com uma força F de intensidade 95 N; b) A intensidade da tração T no fio. Video 10 – Questão Complementar 5 A figura a seguir representa um sistema composto por uma roldana com eixo fixo e três roldanas móveis, no qual um corpo R é mantido em equilíbrio pela aplicação de uma força F, de uma determinada intensidade. Considere um sistema análogo, com maior número de roldanas móveis e intensidade de F inferior a 0,1% do peso de R. O menor número possível de roldanas móveis para manter esse novo sistema em equilíbrio deverá ser igual a: a) 8 b) 9 c) 10 d) 11 Video 11 – Questão Complementar 6 Um mecânico afirma ao seu assistente que é possível erguer e manter um carro no alto e em equilíbrio estático, usando-se um contrapeso mais leve do que o carro. A figura mostra, fora de escala, o esquema sugerido pelo mecânico para obter o seu intento. Considerando as polias e os cabos como ideais e, ainda, os cabos convenientemente presos ao carro para que não haja movimento de rotação, determine a massa do contrapeso e o valor da força que o cabo central exerce sobre o carro, com massa de 600 kg, quando esse se encontra (g = 10 m/s2) suspenso e em equilíbrio estático. F M M Video 12 – Questão Complementar 7 Para facilitar a movimentação vertical de motores pesados em sua oficina, um mecânico montou a associação de roldanas mostrada de forma simplificada na figura. Todos os fios, roldanas, os ganchos 1 e 2 e a haste horizontal têm massas desprezíveis. Um motor de peso P será pendurado no gancho 1 e um contrapeso, de peso P / 5, é permanentemente mantido na posição indicada na montagem. Video 9 – Questão Complementar 4 No sistema da figura, todos os fios e polias ideais. Sabendo que a massa da caixa vale M = 800 Kg e a gravidade local vale g = 10 m/s², determine o valor da força F (tração) que deve ser aplicada à extremidade da corda a fim de que: a) A caixa permaneça em repouso; b) A caixa suba com velocidade V = 5 m/s; c) A caixa suba com aceleração a = 4 m/s². Perguntas conceituais: a) Esse sistema apresenta quantas polias fixas? b) Esse sistema apresenta quantas polias móveis? c) Quais as polias que promovem a duplicação da tração ? As fixas ou as móveis ? d) Se esse sistema possui 3 polias móveis, quanto vale então a vantagem mecânica dele ? A vantagem mecânica é dada por 2N onde N é o número de polias móveis do sistema. O motor permanecerá em repouso, sem contato com o solo, se no gancho 2, preso no contrapeso, for pendurado outro corpo de peso: a) P 2 b) P 4 c) P 8 d) CURSO DE ANUAL DE FÍSICA – SEMANA 8 – LEIS DE NEWTON - PÁGINA 1 P 10 e) P . 20 CURSO ANUAL DE FÍSICA – Complementos Semana 8 QUESTOES PARA CASA – PARA VOCE TREINAR Questão 1 A figura mostra dois blocos A (de massa M A = 14 kg) e MB são ligados por um fio ideal que passa por uma polia, como na figura abaixo. Desprezando eventuais atritos, sabendo que a tração no fio ideal vale 42 N, determine a massa MB. Use g = 10 m/s². a) 1 kg A b) 2 kg c) 3 kg d) 4 kg e) 6 kg B Questão 2 No esquema abaixo, os blocos A e B, de massas 6 kg e 4 kg, são submetidos às forças F1 e F2 de intensidades respectivamente iguais a 20 N e 120 N. A força de contato que um bloco exerce no outro vale : a) 16 N F1 b) 30 N F2 A c) 28 N B d) 60 N e) 80 N Questão 3 No esquema abaixo, os blocos A e B, de massas 10 kg e 5 kg, são submetidos às forças F1 = 70 N e F2 de intensidade desconhecida. Sabendo que a força de contato que um bloco exerce no outro vale f = 50 N, o valor de F2 vale: a) 16 N F1 b) 30 N F2 A c) 28 N B d) 25 N e) 40 N c) Se H = 20m, = 30 e g = 10 m/s2, quanto tempo a caixa gastará para descer toda a rampa ? d) Qual a velocidade final da caixa ? g H Questão 6 (UNIFOR) Um corpo escorrega por um plano inclinado, sem a ação de forças dissipativas. Aceleração da gravidade vale g = 10 m/s². Partindo do repouso, ele desce 10 m em 2,0 s. Nessas condições, o ângulo que o plano inclinado forma com a horizontal mede: a) 15o b) 30º c) 45º d) 60º e) 75º Questão 7 – UECE 2014 Uma criança desliza em um tobogã muito longo, com uma aceleração constante. Em um segundo momento, um adulto, com o triplo do peso da criança, desliza por esse mesmo tobogã, com aceleração também constante. Trate os corpos do adulto e da criança como massas puntiformes e despreze todos os atritos. A razão entre a aceleração do adulto e a da criança durante o deslizamento é a) 1. b) 2. c) 1/3. d) 4. Questão 8 No sistema representado na figura, o fio e a polia são ideais e não tem atrito. Os blocos A e B têm massas 2 k g e 8 kg . Se a constante elástica da mola vale k = 100 N/m e todos os atritos são desprezíveis, determine: k Questão 4 - UECE 2014 B Dois cubos de mesma densidade e tamanhos diferentes repousam sobre uma mesa horizontal e mantêm contato entre si por uma de suas faces. A aresta de um dos cubos mede o dobro da aresta do outro. Em um dado instante, uma força constante F, horizontal, é aplicada sobre o cubo menor que, por sua vez, empurra o maior, conforme a figura a seguir. Despreze todos os atritos. A razão entre o módulo de F e o módulo da força de contato entre os cubos é a) 8. b) 2. c) 1/8. d) 9/8. Questão 5 A figura ilustra um bloco de massa M foi abandonado no topo de um plano inclinado de altura H que forma um ângulo com a horizontal. Se a gravidade local vale g e todos os atritos são desprezíveis, pede-se determinar: a) A aceleração com que o bloco vai escorregar ladeira abaixo; b) Essa aceleração depende da massa do bloco ? A 30o a) A aceleração adquirida pelo sistema; b) A deformação da mola. Questão 9 A figura abaixo mostra duas caixas de mesma massa M = 8 kg conectadas entre si através de um fio ideal. A rampa lisa apresenta inclinação = 30o. Se a gravidade local vale g = 10 m/s2, o prof Renato Brito pede que você determine: a) a aceleração com que se moverá o sistema; b) a tração T no fio. M CURSO DE ANUAL DE FÍSICA – SEMANA 8 – LEIS DE NEWTON - PÁGINA 2 M CURSO ANUAL DE FÍSICA – Complementos Semana 8 Questão 10 No sistema da figura, todos os fios e polias ideais. Sabendo que a massa da caixa vale M = 400 Kg e a gravidade local vale g = 10 m/s², determine o valor da força F (tração) que deve ser aplicada à extremidade da corda a fim de que: a) A caixa permaneça em repouso; b) A caixa suba com velocidade V = 3 m/s; c) A caixa suba com aceleração a = 2 m/s². Perguntas conceituais: a) Esse sistema apresenta quantas polias fixas? b) Esse sistema apresenta quantas polias móveis? c) Quais as polias que promovem a duplicação da tração ? As fixas ou as móveis ? d) Se esse sistema possui 3 polias móveis, quanto vale então a vantagem mecânica dele ? A vantagem mecânica é dada por 2N onde N é o número de polias móveis do sistema. Questão 11 No sistema da figura (conhecido como Talha Exponencial), Ranaldo Cezar precisa levantar um bloco de massa 400 kg com velocidade constante usando um sistema de polias. Pergunta-se: a) Quantas polias móveis você identifica nessa figura ? b) Qual a vantagem mecânica desse sistema de polias móveis ? c) Qual a força com que Ranaldo Cezar deve puxar a corda para levantar esse bloco com velocidade constante ? g = 10 m/s² M Questão 12 A figura a seguir representa um sistema composto por uma roldana com eixo fixo e três roldanas móveis, no qual um corpo R é mantido em equilíbrio pela aplicação de uma força F, de uma determinada intensidade. Considere um sistema análogo, com maior número de roldanas móveis e intensidade de F inferior a 0,4% do peso de R. O menor número possível de roldanas móveis para manter esse novo sistema em equilíbrio deverá ser igual a: a) 8 b) 9 c) 10 d) 11 Questão 13 Vovó Mafalda foi professora de Fisica durante a vida toda e grande admiradora das talhas exponenciais, sistemas multiplicadores de força que permitem que uma pequena força aplicada numa extremidade seja revertida numa força enorme na outra extremidade. Devido ao reumatismo nas mãos e braços, Vovó Mafalda atualmente só consegue aplicar forças de no máximo 500N. A fim de levantar um peso de 30.000 N com velocidade constante usando uma talha exponencial (como a da questão anterior), ela deverá conter no mínimo quantas polias móveis ? a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 Questão 14 - MACKENZIE-SP Dispõe-se de um conjunto de fios e polias ideais para um determinado experimento. Quatro dessas polias são associadas conforme a ilustração abaixo, sendo três móveis e uma fixa. No fio que passa pela polia fixa, suspende-se o corpo de massa m e o conjunto é mantido em repouso por estar preso ao solo, por meio de fios e de um dinamômetro de massa desprezível, que registra 400N. Qual é o valor da massa do corpo? Questão 15 - UFABC-SP Um mecânico afirma ao seu assistente que é possível erguer e manter um carro no alto e em equilíbrio estático, usando-se um contrapeso mais leve do que o carro. A figura mostra, fora de escala, o esquema sugerido pelo mecânico para obter o seu intento. Considerando as polias e os cabos como ideais e, ainda, os cabos convenientemente presos ao carro para que não haja movimento de rotação, determine a massa mínima do contrapeso e o valor da força que o cabo central exerce sobre o carro, com massa de 490 kg, quando esse se encontra suspenso em equilíbrio. CURSO DE ANUAL DE FÍSICA – SEMANA 8 – LEIS DE NEWTON - PÁGINA 3 CURSO ANUAL DE FÍSICA – Complementos Semana 8 Questão 16 Para facilitar a movimentação vertical de motores pesados em sua oficina, um mecânico montou a associação de roldanas mostrada de forma simplificada na figura. Todos os fios, roldanas, os ganchos 1 e 2 e a haste horizontal têm massas desprezíveis. Um motor de peso 1000 N será pendurado no gancho 1 e um contrapeso, de peso 200 N, é permanentemente mantido na posição indicada na montagem. O motor permanecerá em repouso, sem contato com o solo, se no gancho 2, preso no contrapeso, for pendurado outro corpo de peso: a) 500 N b) 250 N c) 125 N d) 100 N e) 50 N. GABARITO 1) E, Tente resolver a questão novamente, caso não tenha obtido a resposta correta. Reveja o vídeo da questao 1 complementar novamente, pois é idêntica. Em último caso, após tentar várias vezes, veja a resolução dessa questão adiante. 2) E, Tente resolver a questão novamente, caso não tenha obtido a resposta correta. Reveja o vídeo da questao 2 complementar novamente, pois é idêntica. Em último caso, após tentar várias vezes, veja a resolução dessa questão adiante. 3) E, Tente resolver a questão novamente, caso não tenha obtido a resposta correta. Reveja o vídeo da questao 2 complementar novamente, pois é idêntica. Em último caso, após tentar várias vezes, veja a resolução dessa questão adiante. 4) D, veja resolução. 5) a) a = g.sen, b) Não pois a massa cancela nos cálculos c) 4 s d) 20 m/s 6) B, Veja que se trata de uma questão de MUV básica, como a Questão 5 complementar. O diagrama de forças é idêntico, portanto, o cálculo será semelhante. Se necessário reveja o vídeo da questão 5 complementar. Em último caso, veja a resolução no final. 7) A, veja meu comentário nas resoluções. 8) a = 2 m/s² T = 24 N, x = 0,24 m, segue o mesmo raciocínio da questao 10 de classe da apostila página 73, resolvida em vídeo. Se não conseguir, reveja o vídeo dela. 9) a = 7,5 m/s² T = 20 N 10) a) T = 500 N, b) T = 500 N, c) T = 600 N Respostas das perguntas conceituais: a) 1 polia fixa b) 3 polias móveis c) As móveis d) V = 2N = 23 = 8. 11) a) 4 móveis, 2 fixas b) V = 2N = 24 = 16 c) 4000 / 16 = 250 N 12) N = 8 13) N = 6 14) m = 5 kg, 15) m = 70 kg 16) E CURSO DE ANUAL DE FÍSICA – SEMANA 8 – LEIS DE NEWTON - PÁGINA 4 CURSO ANUAL DE FÍSICA – Complementos Semana 8 ALGUMAS QUESTÕES DE CASA RESOLVIDAS CURSO DE ANUAL DE FÍSICA – SEMANA 8 – LEIS DE NEWTON - PÁGINA 5 CURSO ANUAL DE FÍSICA – Complementos Semana 8 CURSO DE ANUAL DE FÍSICA – SEMANA 8 – LEIS DE NEWTON - PÁGINA 6 CURSO ANUAL DE FÍSICA – Complementos Semana 8 Resolução da Questão 14 8T = 400 T = 400 / 8 T = 50 N Porém T = m.g 50 = m10 m = 5 kg CURSO DE ANUAL DE FÍSICA – SEMANA 8 – LEIS DE NEWTON - PÁGINA 7