Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
NOÇÕES DE FÍSICA MOVIMENTO CIRCULAR Livro Eletrônico HÉRICO AVOHAI Graduado em Física pela UNB e pós-graduado em Criminalística. É professor de Física, Mate- mática, Raciocínio Lógico e Criminalística, tendo começado a lecionar em 2000, tanto para o ní- vel médio quanto para cursos preparatórios para concursos. Foi aprovado em diversos concursos. Desde 2010 é Perito Criminal da Polícia Científi- ca do Estado de Goiás e atualmente está à dis- posição da Força Nacional de Segurança Pública. 3 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br SUMÁRIO Plano Inclinado e Movimento Circular ............................................................4 Apresentação .............................................................................................4 Plano Inclinado ..........................................................................................5 Movimento Circular e Uniforme ...................................................................17 Questões de Concurso ...............................................................................39 Gabarito ..................................................................................................52 Gabarito Comentado .................................................................................53 http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 4 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br PLANO INCLINADO E MOVIMENTO CIRCULAR Hérico Avohai é graduado em Física pela UNB e pós-graduado em Criminalística. É professor de Física, Matemática, Raciocínio Lógico e Criminalística, tendo come- çado a lecionar em 2000, tanto para o nível médio quanto para cursos prepara- tórios para concursos. Foi aprovado em diversos concursos. Desde 2010, é Perito Criminal da Polícia Científica do Estado de Goiás e atualmente está à disposição da Força Nacional de Segurança Pública. Apresentação Oi! Tudo bem contigo? Preparado(a) para a nossa aula? Bem, o grau de dificuldade está aumentando, não é mesmo?! Muitos conceitos, muitas fórmulas... Uma música do compositor Flávio José pode ajudar; ela diz assim: “se avexe não!!! Toda caminhada começa no primeiro passo”. Pois bem, sua preparação é o primeiro passo para a conquista do tão sonhado cargo público. Por isso, preciso da sua atenção, preciso que desligue o celular e que aproveite ao máximo o conteúdo. Nesta aula, continuaremos aplicando as Leis de Newton em problemas envol- vendo Plano Inclinado e também o Movimento Circular Uniforme. Ao final, você estará apto(a) a resolver as questões sobre Plano Inclinado e Mo- vimento Circular. Vamos nessa?! http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 5 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Plano Inclinado PLANO INCLINADO é um plano que forma um ângulo qualquer com a superfície horizontal. Já vimos que, quando largamos um objeto de certa altura, ele cairá em queda livre com aceleração gravitacional local. A ideia aqui é a mesma, porém, somente uma parte da aceleração gravitacional (a que veremos mais à frente) é que age no corpo sobre o plano inclinado. Então, por favor! Considere um corpo de massa m sobre um plano inclinado sem atrito, de ângulo igual a θ. Vamos encontrar a aceleração com que esse corpo desce o plano inclinado. Como fizemos em todas questões até agora, primeiramente, precisamos coletar os dados e colocar as forças existentes no corpo. Primeiro, temos a Força Peso, que é aquela voltada para o centro da Terra. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 6 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A segunda é a Força Normal, muito cuidado, ela é perpendicular (forma um ân- gulo de 90º) à superfície, então: Essas duas forças são as únicas que agem no corpo; se traçarmos os eixos x e y em relação à inclinação, notaremos que a Força Peso está fora dos eixos, então temos que decompô-la. Por razões trigonométricas, o ângulo do plano inclinado é o mesmo ângulo for- mado pela Força Peso e o eixo y. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 7 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Decompondo a Força Peso, Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px cateto oposto, ou seja, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 8 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Observando o diagrama de forças, podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. Então, a força resultante do sistema será Fr = Px. Aplicando a 2ª Lei de Newton, Podemos concluir que a aceleração que age no corpo em um plano inclinado é uma parcela da aceleração da gravidade local. Como o seno do ângulo no 1º qua- drante (0<θ<90º) é crescente, pode-se dizer que, quanto maior a inclinação, maior será a aceleração com que o corpo desce a rampa. 1. (CESGRANRIO/OPERADOR JÚNIOR/PETROQUÍMICA/2011) Um bloco de massa m = 10 kg é puxado, com velocidade constante, por um veículo, através de um plano inclinado, cujo ângulo de inclinação é 30º. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 9 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Qual o valor do módulo da tensão no cabo, desprezando-se a força de atrito entre o bloco e a superfície e a resistência do ar? Dados: g = 10 m/s2, sen 30º = 0,5 e cos 30º = 0,9 a) 50 b) 60 c) 70 d) 90 e) 150 Letra a. O examinador quer saber a Força de Tração, um dado importante do problema é que a velocidade é constante, ou seja, a aceleração do sistema é zero . m = 10 kg θ = 30º Colocando as forças existentes no corpo que está sendo puxado. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 10 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Decompondo a Força Peso, Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, o cateto oposto, ou seja, Observando o diagrama de forças, podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. E como a Força resultante é zero, pois o movimento é constante, temos que: • aplicando a 2ª Lei de Newton, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 11 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Professor, é só isso? O que pode mudar num problema assim? Sim, PRF, é só isso, se o examinador pedisse o valor da Força Normal, também seria fácil, pois, Fn = Py! O que pode mudar, na verdade, o que poderá ser acrescentada é a Força de Atrito. A ideia inicial é a mesma, você só vai considerar a Força de Atrito. Então, considere um corpo de massa m sobre um plano inclinado com atrito, de ângulo igual a θ. Vamos encontrar a aceleração com que esse corpo desce o plano inclinado. Colocando as forças existentes: Nesse caso, temos três forças atuando no corpo: a Força Peso, a Força de Atrito e a Força Normal. Se traçarmos os eixos x e y em relação à inclinação, notaremos que a Força Peso está fora dos eixos, então, temos que decompô-la. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 12 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Por razões trigonométricas, o ângulo do plano inclinado é o mesmo ângulo formado pela Força Peso e o eixo y. Decompondo a Força Peso, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 13 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, Observando o diagrama de forças, podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. Então a força resultante dosistema será Fr = Px – fat. Aplicando a 2ª Lei de Newton, Sabemos que Fn = Py Colocando m e g em evidência, Cancelando os “m’s” dos dois lados da equação, Viu só, a ideia é a mesma, você só não pode se esquecer da Força de Atrito. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 14 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 2. (IBFC/PERITO CRIMINAL/POLÍCIA CIENTÍFICA-PR/2017) Um corpo de massa 10 Kg desce um plano inclinado que faz um ângulo α (alfa) com o plano horizontal. O coeficiente de atrito entre as superfícies é de 0,4. Dados g = 10 m/s², sen α = 0,8 e cos α = 0,6. A aceleração do corpo é igual a: a) 1,4 m/s² b) 2,8 m/s² c) 5,6 m/s² d) 7,2 m/s² e) 8,3 m/s² Letra b. Tente resolver seguindo o exemplo anterior!! Dados: m = 10 kg ângulo = α µ = 0,4 O enunciado não mostra a figura, portanto, podemos utilizar a seguinte, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 15 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Colocando as forças existentes: No diagrama acima, temos três forças atuando no corpo: a Força Peso, a Força de Atrito e a Força Normal. Se traçarmos os eixos x e y em relação à inclinação, notaremos que a Força Peso está fora dos eixos. Então, temos que decompô-la. Decompondo a Força Peso, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 16 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo α e Px é o cateto oposto, ou seja, Observando o diagrama de forças, podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. Então a força resultante do sistema será Fr = Px – fat. Como a velocidade é constante, a aceleração é zero, logo Fr =0. Aplicando a 2ª Lei de Newton, Sabemos que Fn = Py Colocando m e g em evidência, Cancelando os “m’s” dos dois lados da equação, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 17 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Substituindo os valores: Movimento Circular e Uniforme Você notará que há uma analogia entre movimentos já estudados; pois o Movi- mento Circular Uniforme é comparável ao Movimento Retilíneo e Uniforme em seus principais aspectos. Você utilizará as equações do MRU para chegar nas equações do MCU. – MOVIMENTO CIRCULAR E UNIFORME (MCU) Fazendo uma comparação com o MRU, temos: MRU MCU Velocidade linear constante Velocidades angular e tangencial constantes em módulo. Aceleração zero Aceleração zero Trajetória Retilínea Trajetória Circular http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 18 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br – DESLOCAMENTO LINEAR (∆S) Imagine um corredor competindo em uma pista circular, sendo que existem três raias de raios RA < RB < RC. Se o corredor percorre uma volta na raia A, qual será a sua distância percorrida? Para calcular a distância percorrida em um círculo, basta calcular o seu compri- mento, que é dado por C = 2πR. Portanto, a Distância percorrida na Raia A será: ∆SA = 2πRA Da mesma maneira, também é possível encontraremos a distância se este cor- redor percorrer uma volta nas raias B e C. ∆SB = 2πRB ∆SC = 2πRC Como RA < RB < RC, podemos concluir que ∆SA < ∆SB < ∆SC. Então, quanto maior o raio, maior será a distância percorrida. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 19 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br – Período (T) e Frequência (f) Período é a grandeza física que mede o tempo que o corpo leva para repetir o movimento; no caso em questão, será o de uma volta. Sua unidade no SI é o s (segundo). Frequência é a quantidade de vezes que o movimento é repetido por intervalo de tempo. Unidade no SI é o Hz (Hertz), 1/s, s-1 ou rotações por segundo (rps). Pensando nessas duas definições, podemos concluir que o período é o inverso da frequência e vice-versa. – VELOCIDADE TANGENCIAL OU LINEAR (V) Pense comigo, qual velocidade tangencial deve ser maior se o corredor percor- rer uma vota em cada raia no mesmo intervalo de tempo? Se ∆SC é a maior distância, então a velocidade tangencial (ou linear) na raia C também deve ser a maior para percorrer uma volta no mesmo intervalo de tempo, ok? Calma aí, professor, velocidade tangencial? Linear? “Comacim”!?? “Tá” certo, falei sem definir. Mas não tem com o que se preocupar, velocidade tangencial é aquela tangente à trajetória, e nada mais é do que a velocidade linear (sim, aquela do MRU). Suponha que o corpo abaixo esteja em movimento circular no sentido horário, indique o vetor velocidade tangencial nas quatro posições. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 20 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Para cada posição, o vetor velocidade é tangencial à trajetória. O módulo da velocidade tangencial no MCU é constante, já o vetor muda de direção e sentido. E você se lembra do que faz variar a velocidade??? Isso mesmo, a aceleração; entretanto, essa aceleração (aqui, chamada de centrípeta) só muda a direção e o sentido da velocidade tangencial no MCU. Guarde isso, pois daqui a pouco falaremos mais sobre o assunto. – DESLOCAMENTO ANGULAR (∆θ) O deslocamento angular será o ângulo que o corpo percorre; logo, se ele per- corre uma volta, o seu deslocamento angular será ∆θ = 360º ou ∆θ = 2π rad, pois sabemos que π = 180º. – VELOCIDADE ANGULAR (ω) A velocidade angular mede a variação do deslocamento angular em um interva- lo de tempo e é dada por: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 21 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A unidade no S.I. é rad/s (radianos por segundo). Considerando que um corpo dê uma volta, ∆θ = 2π, teremos que t será o perí- odo do MCU; logo, Ou, podemos substituir pela frequência, que é o inverso do período, – RELAÇÃO ENTRE A VELOCIDADE LINEAR E A VELOCIDADE ANGULAR Não vou ficar demonstrando fórmula aqui, somente quando for estritamente necessário; então, a relação entre as duas velocidades será dada por: – ACELERAÇÃO CENTRÍPETA (acp) Aceleração centrípeta é a grandeza física capaz de mudar a direção e o sentido da velocidade tangencial e é dada por: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 22 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Aqui, v é a velocidade tangencial e R, o raio. A unidade no S.I é m/s2. O vetor da aceleração centrípeta será SEMPRE voltado para o centro da trajetó- ria e formará um Ângulo de 90º (perpendicular) à velocidade tangencial. Lembre-se de que a aceleração centrípeta não varia o módulo, e sim a direção e o sentido da velocidade tangencial!! Muito cuidado com isso! 3. (IBFC/PROFESSOR/SEDF/2017) Uma roda gigante possui um raio de 20 m e realiza um quarto de volta em 12 s. Uma pessoa está sentada em uma das “cadeirinhas”. Com base nessa situação hipotética, julgue o item subsequente. ( ) A aceleração centrípeta (aCP) da pessoa é igual a 5(π/12)2 m/s2. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 23 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Letra b. DADOS: R = 20 m ∆t = 12 s acp =? Vamos encontrar o período do movimento, achar o valor da velocidade angular, o da velocidade linear e, em seguida, a aceleração centrípeta. O Período é o intervalo de tempo para repetir o movimento; se a roda gigante gira um quarto em 12 segundos, uma volta completa será dada em 48 segundos. A velocidade angular será dada por: Aplicando a fórmula da aceleração centrípeta, http://www.grancursosonline.com.brhttp://www.grancursosonline.com.br 24 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Substituindo o valor de v, Substituindo os valores: Fazendo 24 = 12.2 http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 25 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br – EQUAÇÃO HORÁRIA DO MCU A equação horária do MCU é análoga à do MRU, portanto: MRU MCU S = So + vt θ = θo +ωt 4. (AERONÁUTICA/CONTROLADOR/EEAR/2017) Um ponto material descreve um movimento circular uniforme com o módulo da velocidade angular igual a 10 rad/s. Após 100 s, o número de voltas completas percorridas por esse ponto material é: Adote π=3. a) 150 b) 166 c) 300 d) 333 Letra b. DADOS: ω = 10 rad/s t = 100 s Calculando a posição angular da partícula após 100 s, temos: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 26 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Sabemos que 1 volta equivale a 2π rad. Resolvendo a regra de três simples: 1 volta--------2π rad x voltas ---------1000 rad – FORÇA CENTRÍPETA (Fcp) A segunda Lei de Newton nos diz que: Analisando o MCU, notamos que a aceleração que age no corpo é a centrípeta; substituindo na 2ª Lei de Newton, temos, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 27 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Essa é a equação da Força Centrípeta, que tem o seu vetor na mesma direção e sentido da aceleração centrípeta (Perpendicular e voltado para o centro da trajetória). Essa é a equação da Força Centrípeta, que tem o seu vetor na mesma direção e sentido da aceleração centrípeta (Perpendicular e voltado para o centro da trajetória). A Força Centrípeta é a resultante das forças que atuam no corpo em MCU. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 28 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 5. (VUNESP/VESTIBULAR/2013) Em um show de patinação no gelo, duas garotas de massas iguais giram em movimento circular uniforme em torno de uma haste vertical fixa, perpendicular ao plano horizontal. Duas fitas, F1 e F2, inextensíveis, de massas desprezíveis e mantidas na horizontal, ligam uma garota à outra, e uma delas à haste. Enquanto as garotas patinam, as fitas, a haste e os centros de massa das garotas mantêm-se num mesmo plano perpendicular ao piso plano e horizontal. Considerando as informações indicadas na figura, que o módulo da força de tração na fita F1 é igual a 120 N e desprezando o atrito e a resistência do ar, é correto afirmar que o módulo da força de tração, em newtons, na fita F2 é igual a a) 120. b) 240. c) 60. d) 210. e) 180 http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 29 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Letra e. DADOS: T1 = 120 N R1 = 2R R2 = R As patinadoras percorrem o mesmo deslocamento angular no mesmo intervalo de tempo; logo, as suas velocidades angulares são iguais ω1 = ω2 = ω. Aplicando as forças conhecidas. Isolando a patinadora 1, temos: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 30 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A única força que age nela é a T21, então, como no MCU, a força centrípeta é a força resultante que age no corpo; temos que: Sabemos que v = ω.R, então, Substituindo R1 = 2R, Isolando a patinadora 2. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 31 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A força resultante é dada por T12 – T2, que é a Força Centrípeta: Sabemos que v = ω.R, então, Substituindo R1 = R, Da equação I, temos que , e, substituindo na equação acima, temos: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 32 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br – VELOCIDADE CRÍTICA EM CURVAS Considere que um veículo esteja com uma certa velocidade em uma curva de raio R; qual deve ser a velocidade máxima para que o veículo não saia da curva? Quando um veículo está fazendo a curva, a força que não o deixa escapar é a Força de Atrito. Portanto, a Força resultante é a resultante das Forças no veículo em questão. Vimos anteriormente que a resultante das Forças no corpo em MCU é a Força Centrípeta, logo: Considerando que a superfície é horizontal e plana, temos que Fn = P. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 33 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Portanto, temos aqui a velocidade crítica, que é a velocidade máxima que um móvel pode ter para realizar a curva sem deslizar para fora dela. – ACOPLAMENTO DE POLIAS Existem duas situações, que estudaremos a seguir: polias acopladas por corren- te ou fio e polias acopladas por seu eixo central. Situação 1 • POLIAS ACOPLADAS POR CORRENTE Acho que você deve saber andar de bicicleta, se não sabe, já deve ter visto uma. “Tá” lembrado(a) de como funciona? Considerando apenas uma marcha, existe a coroa (polia maior) que está aco- plada por uma corrente à catraca (polia menor). De uma maneira bem simples, temos a seguinte configuração: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 34 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Pode-se afirmar que: – o Raio da Polia A é maior que o Raio da Polia B; – se a Polia A dá uma volta, a Polia B girará mais que uma volta; – a velocidade linear na corrente será a mesma, para qualquer ponto, ou seja, VA = VB. Logo, Sabemos que V = ω.R, substituindo na equação temos, Se considerarmos apenas uma volta, a velocidade angular é dada por Substituindo na equação anterior, Cortando 2π dos dois lados da equação, temos: Sabemos ainda que T = 1/f, então, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 35 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Agora, pegue a primeira e multiplique pelo inverso da segunda fração, Essa é a expressão que, vira e mexe, o examinador gosta de cobrar. Podemos concluir por essas equações que: – Se RA > RB, temos que fA < fB, ωA < ωB e TA > TB e vice-versa. Situação 2 • POLIAS LIGADAS PELO EIXO CENTRAL Agora pense na roda que está acoplada à catraca. De uma maneira simplificada, temos a seguinte configuração: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 36 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Note que, nessa situação, se girarmos meia volta a polia A, a polia B também girará meia volta. Então, pode-se afirmar que: – o Raio da Polia B é maior que o Raio da Polia A; – se a Polia A dá uma volta, a Polia B girará uma volta também, ou seja, ωA = ωB. Logo, Sabemos que V = ω.R ω = V/R. Substituindo na equação, temos, Podemos concluir por essas equações que: – Se RA > RB, temos que fA = fB, ωA = ωB e TA = TB, ou seja, não depende do ta- manho da polia. 6. (ESPCEX/CADETE/EXÉRCITO/2009) Uma máquina industrial é movida por um motor elétrico que utiliza um conjunto de duas polias, acopladas por uma correia, conforme figura abaixo. A polia de raio R1 = 15 cm está acoplada ao eixo do motor e executa 3000 rotações por minuto. Não ocorre escorregamento no contato da correia com as polias. O número de rotações por minuto, que a polia de raio R2 = 60 cm executa, é de http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 37 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br a) 250b) 500 c) 750 d) 1000 e) 1200 Letra c. Dados: R1 = 15 cm R2 = 60 cm f1 = 3000 rpm (rotações por minuto) As polias estão acopladas pela corrente, logo, já sabemos que VA = VB Dessa conclusão, temos que: Substituindo os valores: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 38 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Professor, por que você não transformou as unidades? Não foi necessário, pois a resposta era em rpm também; caso pedisse em Hz ou rps, teríamos que transformar. Terminamos mais um conteúdo, vamos resolver as questões? Não deixe de treinar bastante e, qualquer dúvida que você tenha, mande uma mensagem para mim no fórum. Bons estudos! http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 39 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br QUESTÕES DE CONCURSO 1. (IPAD/PERITO CRIMINAL/PC-PE/2006) Dois blocos estão ligados entre si através de um fio muito fino que passa por uma roldana ideal, como mostra a figura abai- xo. O bloco de massa m1 desce com aceleração a = 2,5 m/s2, puxando o bloco de massa m2. Sabendo que não há atrito entre o plano inclinado e o bloco, determine o valor da razão m1/m2. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 2. (FUNRIO/POLICIAL RODOVIÁRIO FEDERAL/PRF/2009) Um automóvel, de peso 12000 N, apresentou pane mecânica e ficou parado no acostamento de uma rodo- via. Um caminhão reboque veio ao local para retirá-lo. O automóvel será puxado para cima do caminhão com o auxílio de um cabo de aço, através de uma rampa que tem uma inclinação de 30 graus com a horizontal. Considerando que o cabo de aço permanece paralelo à rampa e que os atritos são desprezíveis, a menor força que o cabo de aço deverá exercer para puxar o automóvel será, aproximadamente, de http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 40 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br a) 12000 N. b) 6000 N. c) 10400 N. d) 5200 N. e) 4000 N. 3. (IF-CE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/IF-CE/2017) Um pequeno bloco de madeira se encontra sobre um plano inclinado que está fixo no chão, como mostra a figura. A força F, com que devemos pressionar o bloco sobre o plano, para que ele perma- neça em equilíbrio, é (Considere o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície do plano inclinado como µ, o comprimento do plano inclinado como l, a altura do plano inclinado como h e o ângulo entre a base e o plano como θ.) a) b) c) d) e) 4. (FCC/PROFESSOR/SEDUS-ES/2016) Um bloco desliza sobre um plano inclinado com atrito, como mostra a figura abaixo. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 41 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br No ponto A, a velocidade do bloco é 1,0 m/s e no ponto B, distante 1 m de A, é 3,0 m/s. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale a) 1 2 b) 2 2 c) 3 2 d) 3 4 e) 3 15 5. (CESGRANRIO/ENGENHEIRO/PETROBRAS/2014) Um objeto de massa 1,2 kg desce com velocidade constante um plano inclinado. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies do plano e do objeto vale 0,25. Os valores aproximados para os módulos das componentes da força normal e da força de atrito entre o objeto e a superfície valem, em newtons, respectivamente, Dado aceleração da gravidade = 10 m/s2 a) 3 e 12 b) 3 e 0 http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 42 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br c) 12 e 4 d) 12 e 3 e) 12 e 0 6. (CESGRANRIO/TÉCNICO DE INSPEÇÃO/PETROBRAS/2014) Um bloco de 10 kg sobe com velocidade constante um plano inclinado. Outro bloco de 8,0 kg está co- nectado ao primeiro através de um fio e de uma roldana ideais, conforme mostra a Figura abaixo. O módulo, em N, da força de atrito entre o bloco de 10 kg e o plano inclinado é: Dados: Aceleração da gravidade =10 m/s2, sen 30º =0,50, cos 30º =0,87 a) 7,0 b) 30 c) 50 d) 80 e) 87 http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 43 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 7. (AERONÁUTICA/CONTROLADOR/EEAR/2017) Em alguns parques de diversão há um brinquedo em que as pessoas se surpreendem ao ver um bloco aparente- mente subir uma rampa que está no piso de uma casa sem a aplicação de uma força. O que as pessoas não percebem é que o piso dessa casa está sobre um outro plano inclinado que faz com que o bloco, na verdade, esteja descendo a rampa em relação a horizontal terrestre. Na figura a seguir, está representada uma rampa com uma inclinação α em relação ao piso da casa e uma pessoa observando o bloco (B) “subindo” a rampa (desloca-se da posição A para a posição C). Dados: 1) a pessoa, a rampa, o plano inclinado e a casa estão todos em repouso entre si e em relação a horizontal terrestre. 2) considere P = peso do bloco. 3) desconsidere qualquer atrito. Nessas condições, a expressão da força responsável por mover esse bloco a partir do repouso, para quaisquer valores de θ e α que fazem funcionar corretamente o brinquedo, é dada por a) Psen(θ+α) b) Psen(θ – α) c) Psenα d) Psenθ http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 44 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 8. (EXÉRCITO/CADETE/ESPCEX/2017) Um bloco A de massa 100 kg sobe, em movimento retilíneo uniforme, um plano inclinado que forma um ângulo de 37º com a superfície horizontal. O bloco é puxado por um sistema de roldanas móveis e cordas, todas ideais, e coplanares. O sistema mantém as cordas paralelas ao pla- no inclinado enquanto é aplicada a força de intensidade F na extremidade livre da corda, conforme o desenho abaixo. Todas as cordas possuem uma de suas extremidades fixadas em um poste que per- manece imóvel quando as cordas são tracionadas. Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco A e o plano inclinado é de 0,50, a intensidade da força é: Dados: sen 37º = 0,60 e cos 37º = 0,80, g = 10 m/s2. a) 125 N b) 200 N c) 225 N d) 300 N e) 400 N http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 45 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 9. (AERONÁUTICA/OFICIAL/FAB/2016) Na questão de Física, quando necessário, use: g = 10 m/s2 sen30º = 1/2; cos30º = 32 Um bloco escorrega, livre de resistência do ar, sobre um plano inclinado de 30º, conforme a figura (sem escala) a seguir. No trecho AB não existe atrito e no trecho BC o coeficiente de atrito vale µ = √3/2. O bloco é abandonado, do repouso em relação ao plano inclinado, no ponto A e chega ao ponto C com velocidade nula. A altura do ponto A, em relação ao ponto B, é h1, e a altura do ponto B, em relação ao ponto C, é h2. A razão h1 h2 vale a) 1/2 b) √3/2 c) √3 d) 2 http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 46 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 10. (MARINHA/ENGENHEIRO/CEM/2015) Uma rampa inclinada de 30º em relação à horizontal começa a 5 m de altura e termina a 3 m de altura. Um ponto material de massa 1 Kg é abandonado com velocidade nula no topo da rampa inclinada e desce a rampa, sem atrito, sob a ação exclusiva da gravidade, e a seguir cai em queda livre até o solo. A aceleração da gravidade no local é de 10 m/s2. Nessas condições, a velocidade com que o corpo atinge o solo tem valor absoluto igual a a) 2 m/s b) 5 m/s c) 10 m/s d) 12 m/s e) 15 m/s 11. (CEBRASPE/SOLDADO/CBM/2011) Com relação a mecânica, julgue o item a seguir. Um corpo em movimento circular uniforme é submetido a uma aceleração centrí- peta tangencial à sua trajetória. 12.(CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÕES JÚNIOR/PETROBRAS/2012) Um car- rinho de autorama circula em uma pista em “8”, como mostra a figura abaixo. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 47 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A pista em “8” é formada por duas circunferências iguais de diâmetro 40 cm. O módulo da velocidade do carrinho é constante. O tempo que o carrinho leva para se deslocar do ponto A até o ponto B é de 1,5 s. Qual é, aproximadamente, em N, o módulo da resultante das forças que atua no carrinho no ponto B? Dados: massa do carrinho = 100 g, π= 3 a) 1,4 x 10−1 b) 3,2 x 10−1 c) 4,0 x 10−1 d) 5,3 x 10−1 e) 6,0 x 10−1 13. (CESGRANRIO/TÉCNICO DE INSPEÇÃO/PETROBRAS/2017) A rotação de um motor é expressa em RPM (rotações por minuto). Um motor desbalanceado gera uma vibração cuja frequência é igual à sua rotação expressa em hertz (Hz), uma unidade derivada do Sistema Internacional de Unidades. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 48 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Se um motor possui uma rotação de 1.200 RPM, a vibração produzida terá uma frequência, expressa em Hz, de a) 10 b) 20 c) 120 d) 200 e) 400 14. (AOCP/PROFESSOR/IBC/2012) Dois móveis P e Q percorrem uma mesma tra- jetória em movimentos circulares uniformes, sendo que P a percorre no sentido ho- rário e Q, no sentido anti-horário. P efetua 1/3 rpm e Q 1/4 rpm. Considerando que partiram do mesmo ponto, simultaneamente, o número de vezes que se encontram em uma hora é igual a a) 5. b) 15. c) 20. d) 35. e) 50. 15. (IBFC/PERITO CRIMINAL/PCRJ/2013) Uma estrada plana, cujo coeficiente de atrito entre o asfalto e a borracha dos pneus de um carro é 0,8 em dias secos e 0,5 em dias molhados, apresenta uma curva cujo raio é 50 m. Como no local só pode existir uma única placa de limite de velocidade, sem mais informações, o en- genheiro recomendou que o valor máximo de velocidade, expresso na placa fosse, no máximo, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 49 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br a) 40 Km/h b) 45 Km/h c) 50 Km/h d) 55 Km/h e) 60 Km/h 16. (CEBRASPE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/FUB/2012) Um automóvel percorreu, sem derrapar, uma pista circular contida em um plano horizontal, em que não havia influência do ar. Considerando que, nesse caso, a aceleração da gravidade tenha sido constante, julgue os itens que se seguem, relativos a essa situação hipotética e a aspectos a ela correlacionados. ( ) O referido automóvel realizou a curva sem derrapar devido ao fato de a força de atrito entre o asfalto e os pneus ter sido tanto maior quanto maior a velocidade escalar do carro ao percorrer a pista. ( ) O referido automóvel não derrapou ao fazer a curva porque sua velocidade es- calar máxima foi proporcional à raiz quadrada do raio da pista circular. ( ) Em situações semelhantes à situação hipotética em apreço, quanto maior for a massa do automóvel, menor será a velocidade escalar máxima do carro para que ele tenha realizado a curva sem derrapar. 17. (VUNESP/PERITO CRIMINAL/PCSP/2014) Ao percorrer uma curva horizontal, em forma de quarto de circunferência, com velocidade escalar constante, um veícu- lo sofre, relativamente a um referencial inercial, uma força resultante centrípeta de a) intensidade variável, mas de direção e sentido constantes. b) intensidade, direção e sentido constantes. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 50 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br c) intensidade constante, apenas. d) intensidade, direção e sentido variáveis. e) intensidade e direção constantes, mas de sentido variável. 18. (CEBRASPE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/FUB/2016) Em uma bicicleta, os diâ- metros da roda, coroa e catraca são, respectivamente, iguais a 80 cm, 30 cm e 10 cm. Um ciclista que está utilizando a bicicleta consegue dar 2 pedaladas por segun- do, sendo cada pedalada correspondente a uma volta completa. Considerando essa situação hipotética, julgue os próximos itens, assumindo que 3 seja o valor de π. ( ) A velocidade escalar de qualquer ponto na borda da coroa é superior a 2 m/s. ( ) A velocidade escalar da bicicleta é superior a 14 m/s. ( ) A velocidade angular da catraca é três vezes maior que a velocidade angular da coroa. 19. (CESGRANRIO/ENGENHEIRO/PETROBRAS/2018) Um veículo de passeio movi- menta-se em linha reta a uma velocidade de 36 km/h. Considerando-se que não haja deslizamento entre o pneu e a pista, e que o diâmetro do pneu seja de 50 cm, a rotação da roda, expressa em rad/s, é de a) 10 b) 20 c) 40 d) 50 e) 80 20. (MARINHA/OFICIAL/EFOMM/2016) Considere uma polia girando em torno de seu eixo central, conforme figura abaixo. A velocidade dos pontos A e B são, res- http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 51 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br pectivamente, 0,6 cm/s e 0,3 m/s. A distância AB vale 10 cm. O diâmetro e a ve- locidade angular da polia, respectivamente, valem: a) 10 cm e 1,0 rad/s b) 20 cm e 1,5 rad/s c) 40 cm e 3,0 rad/s d) 50 cm e 0,5 rad/s e) 60 cm e 2,0 rad/s http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 52 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br GABARITO 1. e 2. b 3. b 4. e 5. d 6. b 7. b 8. a 9. a 10. c 11. E 12. b 13. b 14. d 15. d 16. C, C, E 17. c 18. E, C, C 19. c 20. c http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 53 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br GABARITO COMENTADO 1. (IPAD/PERITO CRIMINAL/PC-PE/2006) Dois blocos estão ligados entre si através de um fio muito fino que passa por uma roldana ideal, como mostra a figura abai- xo. O bloco de massa m1 desce com aceleração a = 2,5 m/s2, puxando o bloco de massa m2. Sabendo que não há atrito entre o plano inclinado e o bloco, determine o valor da razão m1/m2. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Letra e. Para encontrar a razão, é necessário colocar as forças existentes nos corpos, de- compor, caso seja necessário (e sempre é no plano inclinado), e, em seguida, apli- car a 2ª Lei de Newton. DADOS a = 2,5 m/s2 θ = 30º Colocando as forças existentes nos corpos 1 e 2. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 54 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Isolando a massa 1. Decompondo a Força Peso P1, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 55 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, Podemos ainda cancelar Fn1 com P1y, ou seja, Fn1 = P1y. O enunciado nos diz que o bloco m1 desce com aceleração igual a 2,5 m/s2, então, temos que: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 56 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Isolando a massa 2. Esse está mais fácil, como m2 está subindo, temos que: Igualando as duas equações encontradas, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 57 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 2. (FUNRIO/POLICIAL RODOVIÁRIO FEDERAL/PRF/2009) Um automóvel, de peso 12000 N, apresentou pane mecânica e ficou parado no acostamento de uma rodo- via. Um caminhão reboque veio ao local para retirá-lo. O automóvel será puxado para cima do caminhão com o auxílio de um cabo de aço, atravésde uma rampa que tem uma inclinação de 30 graus com a horizontal. Considerando que o cabo de aço permanece paralelo à rampa e que os atritos são desprezíveis, a menor força que o cabo de aço deverá exercer para puxar o automóvel será, aproximadamente, de a) 12000 N. b) 6000 N. c) 10400 N. d) 5200 N. e) 4000 N. Letra b. Para encontrar a Força Mínima, é necessário colocar as forças existentes nos cor- pos, decompor, caso seja necessário (e sempre é no plano inclinado!!), e, em se- guida, aplicar a 2ª Lei de Newton. DADOS a = 0 (para começar a puxar o veículo, a menor força deve ser aquela que não o deixe cair, ou seja, quando ele estiver em repouso) θ = 30º P = 12000 N Colocando as forças existentes no veículo. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 58 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Onde T é a mínima Força que o caminhão deve fazer. Decompondo a Força Peso P: Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 59 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Podemos ainda cancelar Fn1 com P1y, ou seja, Fn1 = P1y. A mínima Força será quando: 3. (IF-CE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/IF-CE/2017) Um pequeno bloco de madeira se encontra sobre um plano inclinado que está fixo no chão, como mostra a figura. A força F, com que devemos pressionar o bloco sobre o plano, para que ele perma- neça em equilíbrio, é (Considere o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície do plano inclinado como µ, o comprimento do plano inclinado como l, a altura do plano inclinado como h e o ângulo entre a base e o plano como θ.) http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 60 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br a) b) c) d) b) Letra b. Por favor, hein(!), você não erra mais esse tipo de questão! Vamos colocar as forças existentes, decompor a Força Peso e, em seguida, aplicar a 2ª Lei de Newton. DADOS a = 0 ângulo = θ Coeficiente de atrito = µ Colocando as forças existentes. Decompondo a Força Peso P, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 61 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, O corpo está em equilíbrio, logo Então, na direção y, considerando o referencial positivo para cima, temos: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 62 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Na direção x, Substituindo II em I, temos: Tirando o M.M.C. Substituindo os valores de Px e Py, Colocando P em evidência, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 63 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 4. (FCC/PROFESSOR/SEDUS-ES/2016) Um bloco desliza sobre um plano inclinado com atrito, como mostra a figura abaixo. No ponto A, a velocidade do bloco é 1,0 m/s e no ponto B, distante 1 m de A, é 3,0 m/s. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale a) 1 2 b) 2 2 c) 3 2 d) 3 4 e) 3 15 Letra e. Questão com um ‘quê’ a mais! Fora isso, os passos são os mesmos das questões anteriores: 1º encontrar a aceleração aplicando a equação de Torricelli; 2º colocar as forças existentes; 3º decompor a Força Peso; 4º aplicar a 2ª Lei de Newton. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 64 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br DADOS θ = 30º µ =? V0 = 1 m/s V – = 3 m/s ∆S = 1 m Aplicando a Equação de Torricelli Substituindo os valores http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 65 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Colocando as forças existentes Decompondo a Força Peso P, Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 66 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. Na direção x, o corpo desce acelerado, portanto, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 67 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Racionalizando, 5. (CESGRANRIO/ENGENHEIRO/PETROBRAS/2014) Um objeto de massa 1,2 kg desce com velocidade constante um plano inclinado. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies do plano e do objeto vale 0,25. Os valores aproximados para os módulos das componentes da força normal e da força de atrito entre o objeto e a superfície valem, em newtons, respectivamente, Dado aceleração da gravidade = 10 m/s2 a) 3 e 12 b) 3 e 0 c) 12 e 4 d) 12 e 3 e) 12 e 0 Letra d. Meu(minha) amigo(a), coloquei essa questão para você conhecer uma relação en- tre o coeficiente de atrito e a tangente do ângulo do plano inclinado. O enunciado nos diz que: m =1,2 kg http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 68 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Ângulo não conhecido Velocidade constante, logo Fr = 0. µ = 0,25 = 1/4 Desenhando as forças conforme o que se pede na questão, (tô usando o desenho da última questão comentada, sem problemas!!!) Decompondo a Força Peso P, Temos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 69 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. Para encontrar o coeficiente de atrito. Na direção x, considerando o referencial positivo para direita e sabendo que o corpo desce em movimento uniforme, temos, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 70 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Da trigonometria, temos que seno sobre cosseno é a tangente do ângulo, portanto, Substituindo o valor do coeficiente de atrito, Temos que relembrar mais alguns detalhes da trigonometria. Você se lembra de que a tangente de um ângulo também pode ser dada pelo cateto oposto sobre o cateto adjacente? Então podemos construir um triângulo retângulo de catetos 1 e 4, pois sabemos que . http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 71 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Encontrando a hipotenusa pelo Teorema do Pit, está lembrado(a)? Com isso, agora podemos calcular o seno e o cosseno do ângulo: Racionalizando, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 72 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br E o cosseno será: Racionalizando, Mas, por que estamos calculando tudo isso? Para encontrar o valor da Força Normal e da Força de atrito, pois, pelos diagramas de forças, encontramos que: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 73 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Mas professor, eu não sei o valor da raiz quadrada de 17!!! Aí, está a grande jogada! Realmente, o valor não é inteiro, mas, como a questão pede o resultado aproximadamente, podemos utilizar o valor da raiz quadrada de 17, que é aproximadamente igual a 4. E a Força de Atrito será dada por Utilizando o valor de raiz quadrada de 17 aproximadamente igual a 4. PRF! Questãomuito interessante, nível final de copa do mundo!! Esse tipo de ques- tão é o que te faz classificar no concurso!! Repita quantas vezes for necessário! http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 74 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 6. (CESGRANRIO/TÉCNICO DE INSPEÇÃO/PETROBRAS/2014) Um bloco de 10 kg sobe com velocidade constante um plano inclinado. Outro bloco de 8,0 kg está co- nectado ao primeiro através de um fio e de uma roldana ideais, conforme mostra a Figura abaixo. O módulo, em N, da força de atrito entre o bloco de 10 kg e o plano inclinado é: Dados: Aceleração da gravidade =10 m/s2, sen 30º =0,50, cos 30º =0,87 a) 7,0 b) 30 c) 50 d) 80 e) 87 Letra b. DADOS m1 = 10 kg m2 = 8 kg Desenhando as forças existentes http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 75 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Decompondo a Força Peso P: Já sabemos que P1y é cateto adjacente ao ângulo θ e P1x, cateto oposto, ou seja, Isolando o corpo 1. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 76 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Isolando o corpo 1, Podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. O enunciado diz que o corpo está subindo com velocidade constante, ou seja, Fr = 0. Na direção x, considerando o referencial positivo para esquerda e sabendo que o corpo sobe em movimento uniforme, temos http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 77 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Substituindo os valores: Isolando o corpo 2. Isolando o corpo 2, O enunciado diz que o movimento do corpo é constante, ou seja, Fr = 0. Na direção y, considerando o referencial positivo para baixo e sabendo que o corpo desce em movimento uniforme, temos http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 78 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Substituindo os valores: Substituindo o valor de T na equação I, temos Multiplicando por – 1. 7. (AERONÁUTICA/CONTROLADOR/EEAR/2017) Em alguns parques de diversão há um brinquedo em que as pessoas se surpreendem ao ver um bloco aparentemente subir uma rampa que está no piso de uma casa sem a aplicação de uma força. O que as pessoas não percebem é que o piso dessa casa está sobre um outro plano inclinado que faz com que o bloco, na verdade, esteja descendo a rampa em rela- ção a horizontal terrestre. Na figura a seguir, está representada uma rampa com uma inclinação α em relação ao piso da casa e uma pessoa observando o bloco (B) “subindo” a rampa (desloca-se da posição A para a posição C). Dados: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 79 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 1) a pessoa, a rampa, o plano inclinado e a casa estão todos em repouso entre si e em relação a horizontal terrestre. 2) considere P = peso do bloco. 3) desconsidere qualquer atrito. Nessas condições, a expressão da força responsável por mover esse bloco a partir do repouso, para quaisquer valores de θ e α que fazem funcionar corretamente o brinquedo, é dada por a) Psen(θ+α) b) Psen(θ – α) c) Psenα d) Psenθ Letra b. Esquecendo a casa e pensando somente no plano inclinado em relação à superfície terrestre. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 80 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Teremos um ângulo”x” do verdadeiro plano inclinado, que faz com que o corpo desça. Já sabemos também que a força resultante é o Px e que Px = P sen”x” Temos que encontrar o valor de x. A Soma dos ângulos internos de um triângulo é 180º, portanto, Substituindo em Px, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 81 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br 8. (EXÉRCITO/CADETE/ESPCEX/2017) Um bloco A de massa 100 kg sobe, em mo- vimento retilíneo uniforme, um plano inclinado que forma um ângulo de 37º com a superfície horizontal. O bloco é puxado por um sistema de roldanas móveis e cordas, todas ideais, e coplanares. O sistema mantém as cordas paralelas ao pla- no inclinado enquanto é aplicada a força de intensidade F na extremidade livre da corda, conforme o desenho abaixo. Todas as cordas possuem uma de suas extremidades fixadas em um poste que per- manece imóvel quando as cordas são tracionadas. Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco A e o plano inclinado é de 0,50, a intensidade da força é: Dados: sen 37º = 0,60 e cos 37º = 0,80, g = 10 m/s2. a) 125 N b) 200 N c) 225 N d) 300 N e) 400 N http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 82 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Letra b. DADOS m = 100 kg P = m.g = 100.10 = 1000N µ = 0,5 Desenhando as forças existentes Se avexe não! Você vai calcular a força de Tração, como se não existissem as po- lias, ok? É do jeito que você já sabe. Decompondo a Força Peso P: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 83 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Já sabemos que P1y é cateto adjacente ao ângulo θ e P1x, cateto oposto, ou seja, Podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. O enunciado diz que o corpo está subindo com velocidade constante, ou seja, Fr = 0. Na direção x, considerando o referencial positivo para direita e sabendo que o corpo sobe em movimento uniforme, temos http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 84 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Pronto, já achamos o valor da Força de Tração; agora, vamos utilizar os conceitos da Máquina de Atwood para encontrar o valor de F. Desenhando as Forças no sistema de Roldanas e Cordas. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 85 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Analisando o diagrama das forças e sabendo que, a cada roldada, o valor da força divide-se por dois, temos que: T = 2F1 F1 = 2F2 F2 = 2F Portanto, T = 1000N F1 = 500N F2 = 250N F = 125 N, letra a. 9. (AERONÁUTICA/OFICIAL/FAB/2016) Na questão de Física, quando necessário, use: g = 10 m/s2 sen30º = 1/2; cos30º = 32 Um bloco escorrega, livre de resistência do ar, sobre um plano inclinado de 30º, conforme a figura (sem escala) a seguir. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 86 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br No trecho AB não existe atrito e no trecho BC o coeficiente de atrito vale µ = √3/2. O bloco é abandonado, do repouso em relação ao plano inclinado, no ponto A e chega ao ponto C com velocidade nula. A altura do ponto A, em relação ao ponto B, é h1, e a altura do ponto B, em relação ao ponto C, é h2. A razão h1 h2 vale a) 1/2 b) √3/2 c) √3 d) 2 Letra a. DADOS Parte do repouso, V0 = 0. AB sem atrito BC com atrito, µ = 32 Note ainda que a velocidade final do trecho AB é a velocidade inicial do trecho BC. Vamos calcular a aceleração em cada trecho e logo após encontrar a distância per- corrida. Em seguida, vamos achar a relação solicitada. Desenhando as forças existentes de AB http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 87 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Decompondo a Força Peso P, Já sabemos que Py é cateto adjacente aoângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, Podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. O enunciado diz que o corpo está descendo com aceleração. Na direção x, considerando o referencial positivo para direita e sabendo que o corpo desce em movimento uniformemente variado, temos http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 88 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Aplicando a equação de Torricelli para encontrar a distância x1 entre A e B Desenhando as forças existentes de BC Decompondo a Força Peso P, http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 89 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Já sabemos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, Podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. O enunciado diz que o corpo está descendo com desaceleração, pois agora tem atrito. Na direção x, considerando o referencial positivo para direita e sabendo que o corpo desce em movimento uniformemente variado, temos Cancelando as massas e substituindo os valores conhecidos: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 90 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Aplicando a equação de Torricelli para encontrar a distância x2 entre B e C: Substituindo os valores conhecidos: Se a distância de B a C é o dobro da distância de A a B, temos que a altura h2 será o dobro da h1, logo 10. (MARINHA/ENGENHEIRO/CEM/2015) Uma rampa inclinada de 30º em relação à horizontal começa a 5 m de altura e termina a 3 m de altura. Um ponto material de massa 1 Kg é abandonado com velocidade nula no topo da rampa inclinada e desce a rampa, sem atrito, sob a ação exclusiva da gravidade, e a seguir cai em queda livre até o solo. A aceleração da gravidade no local é de 10 m/s2. Nessas condições, a velocidade com que o corpo atinge o solo tem valor absoluto igual a a) 2 m/s b) 5 m/s c) 10 m/s d) 12 m/s e) 15 m/s http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 91 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Letra a. DADOS Parte do repouso, V0 = 0. Sem atrito Altura inicial h1 + h2 = 5 m Altura final h2 = 3 m Desenhando o problema Para simplificar nosso problema, podemos considerar um plano inclinado completo até tocar o solo. Decompondo a Força Peso P: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 92 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Já sabemos que Py é cateto adjacente ao ângulo θ e Px, cateto oposto, ou seja, Podemos cancelar Fn com Py; logo, Fn = Py. O enunciado diz que o corpo está descendo com aceleração. Portanto, na direção x, considerando o referencial positivo para direita e sabendo que o corpo desce em movimento uniformemente variado, temos, Sabemos que: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 93 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Onde a hipotenusa será a distância percorrida pelo móvel, logo Aplicando a equação de Torricelli para encontrar a velocidade final, 11. (CEBRASPE/SOLDADO/CBM/2011) Com relação a mecânica, julgue o item a seguir. Um corpo em movimento circular uniforme é submetido a uma aceleração centrí- peta tangencial à sua trajetória. Errado. A Aceleração centrípeta é perpendicular (90º) à trajetória. 12. (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÕES JÚNIOR/PETROBRAS/2012) Um car- rinho de autorama circula em uma pista em “8”, como mostra a figura abaixo. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 94 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A pista em “8” é formada por duas circunferências iguais de diâmetro 40 cm. O módulo da velocidade do carrinho é constante. O tempo que o carrinho leva para se deslocar do ponto A até o ponto B é de 1,5 s. Qual é, aproximadamente, em N, o módulo da resultante das forças que atua no carrinho no ponto B? Dados: massa do carrinho = 100 g, π= 3 a) 1,4 x 10−1 b) 3,2 x 10−1 c) 4,0 x 10−1 d) 5,3 x 10−1 e) 6,0 x 10−1 Letra b. DADOS Diâmetro = 40 cm Raio = 20 cm = 0,2 m http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 95 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br ∆t = 1,5 s M = 100 g = 0,1 kg. Temos que encontrar a velocidade tangencial do carrinho e, em seguida, calcular o módulo da Força Centrípeta, pois é a Força Resultante no ponto B. Note que a distância percorrida por ele será 01 (uma) circunferência completa. Aplicando a equação da velocidade: A Força Centrípeta é dada por: 13. (CESGRANRIO/TÉCNICO DE INSPEÇÃO/PETROBRAS/2017) A rotação de um motor é expressa em RPM (rotações por minuto). Um motor desbalanceado gera uma vibração cuja frequência é igual à sua rotação expressa em hertz (Hz), uma unidade derivada do Sistema Internacional de Unidades. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 96 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Se um motor possui uma rotação de 1.200 RPM, a vibração produzida terá uma frequência, expressa em Hz, de a) 10 b) 20 c) 120 d) 200 e) 400 Letra b. DADOS 1200 rpm (rotações por minuto) A frequência é dada em Hz (Hertz) ou também rps (rotações por segundo, portan- to, transformando rpm para rps. f = 1200 rpm ÷ 60 = 30 rps = 20 Hz 14. (AOCP/PROFESSOR/IBC/2012) Dois móveis P e Q percorrem uma mesma tra- jetória em movimentos circulares uniformes, sendo que P a percorre no sentido ho- rário e Q, no sentido anti-horário. P efetua 1/3 rpm e Q 1/4 rpm. Considerando que partiram do mesmo ponto, simultaneamente, o número de vezes que se encontram em uma hora é igual a a) 5. b) 15. c) 20. d) 35. e) 50. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 97 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Letra d. DADOS f1= 1/3 rpm f2 =1/4 rpm Se fixarmos o referencial em 2, temos que a partícula 1 se movimentará com a seguinte frequência relativa: Resolvendo a regra de 3 simples, temos 1 min --------7/12 rotações 60 min ------– x rotações 15. (IBFC/PERITO CRIMINAL/PCRJ/2013) Uma estrada plana, cujo coeficiente de atrito entre o asfalto e a borracha dos pneus de um carro é 0,8 em dias secos e 0,5 em dias molhados, apresenta uma curva cujo raio é 50 m. Como no local só http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 98 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br pode existir uma única placa de limite de velocidade, sem mais informações, o en- genheiro recomendou que o valor máximo de velocidade, expresso na placa fosse, no máximo, a) 40 Km/h b) 45 Km/h c) 50 Km/h d) 55 Km/h e) 60 Km/h Letra a. DADOS µSECO = 0,8 µMOLHADO = 0,5 R = 50 m Desenhando o problema: Note que a força que não deixa o carro sair da curva é a força de atrito estático, que é a Força Centrípeta. Então, vamos calcular a velocidade para os dois casos (pista seca e pista molhada). Pista seca: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 99 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Considerando que a superfície é horizontal e plana, temos que Fn = P. Para pista molhada: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 100 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A velocidade para fazer a curva em segurança é de 55 km/h; letra d. 16. (CEBRASPE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/FUB/2012) Um automóvel percorreu, sem derrapar,uma pista circular contida em um plano horizontal, em que não havia influência do ar. Considerando que, nesse caso, a aceleração da gravidade tenha sido constante, julgue os itens que se seguem, relativos a essa situação hipotética e a aspectos a ela correlacionados. ( ) O referido automóvel realizou a curva sem derrapar devido ao fato de a força de atrito entre o asfalto e os pneus ter sido tanto maior quanto maior a velocidade escalar do carro ao percorrer a pista. ( ) O referido automóvel não derrapou ao fazer a curva porque sua velocidade es- calar máxima foi proporcional à raiz quadrada do raio da pista circular. ( ) Em situações semelhantes à situação hipotética em apreço, quanto maior for a massa do automóvel, menor será a velocidade escalar máxima do carro para que ele tenha realizado a curva sem derrapar. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 101 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Certo, Certo, Errado. ( ) O referido automóvel realizou a curva sem derrapar devido ao fato de a força de atrito entre o asfalto e os pneus ter sido tanto maior quanto maior a velocidade escalar do carro ao percorrer a pista. Sabemos que, para não derrapar (sair da curva), a Força centrípeta tem que se igual à Força de atrito. Note que a Força de Atrito é diretamente proporcional à velocidade, logo, item CERTO. ( ) O referido automóvel não derrapou ao fazer a curva porque sua velocidade es- calar máxima foi proporcional à raiz quadrada do raio da pista circular. Sabemos que, para não derrapar (sair da curva), a Força centrípeta tem que se igual à Força de atrito. Dessa equação, concluímos que a velocidade é diretamente proporcional à raiz quadrada do Raio da pista circular. Item CERTO. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 102 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br ( ) Em situações semelhantes à situação hipotética em apreço, quanto maior for a massa do automóvel, menor será a velocidade escalar máxima do carro para que ele tenha realizado a curva sem derrapar. Note que, na equação , a velocidade independe da massa do automóvel. Item Errado. 17. (VUNESP/PERITO CRIMINAL/PCSP/2014) Ao percorrer uma curva horizontal, em forma de quarto de circunferência, com velocidade escalar constante, um veícu- lo sofre, relativamente a um referencial inercial, uma força resultante centrípeta de a) intensidade variável, mas de direção e sentido constantes. b) intensidade, direção e sentido constantes. c) intensidade constante, apenas. d) intensidade, direção e sentido variáveis. e) intensidade e direção constantes, mas de sentido variável. Letra c. No Movimento Circular e Uniforme, o módulo da Força Centrípeta é constante, po- rém, o seu vetor muda a direção e o sentido. 18. (CEBRASPE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/FUB/2016) Em uma bicicleta, os diâ- metros da roda, coroa e catraca são, respectivamente, iguais a 80 cm, 30 cm e 10 cm. Um ciclista que está utilizando a bicicleta consegue dar 2 pedaladas por segun- do, sendo cada pedalada correspondente a uma volta completa. Considerando essa situação hipotética, julgue os próximos itens, assumindo que 3 seja o valor de π. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 103 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br ( ) A velocidade escalar de qualquer ponto na borda da coroa é superior a 2 m/s. ( ) A velocidade escalar da bicicleta é superior a 14 m/s. ( ) A velocidade angular da catraca é três vezes maior que a velocidade angular da coroa. Errado, Certo, Certo. DADOS Pegando o desenho do exemplo, Pegando o desenho do exemplo, Diâmetro da roda = 80 cm = 0,8 m Raio da roda = 0,4 m Diâmetro da coroa = 30 cm = 0,3 m Raio da coroa = 0,15 m Diâmetro da catraca = 10 cm = 0,1 m Raio da catraca = 0,05 m Frequência f = 2 pedaladas por segundo = 2 Hz, pois frequência é a quantidade de repetições por unidade de tempo (segundo). ( ) A velocidade escalar de qualquer ponto na borda da coroa é superior a 2 m/s. Item ERRADO. Vamos encontrar a velocidade angular e, logo em seguida, aplicar a relação entre velocidade angular e velocidade escalar. http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 104 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br A velocidade angular pode ser dada por: Utilizando a relação entre as velocidades angular e escalar, temos ( ) A velocidade escalar da bicicleta é superior a 14 m/s. Item CERTO. A velocidade da bicicleta será a velocidade da roda no contato do solo, então, te- mos que encontrar a velocidade da roda. A catraca e a coroa estão ligadas pela corrente, logo, podemos concluir que a velo- cidade escalar na borda da coroa é igual à velocidade escalar na boda da catraca. Encontrando a frequência da catraca: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 105 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Sabemos que A catraca e a roda estão ligadas pelo eixo central, então, as suas velocidades an- gulares são iguais e as suas frequências também. Para encontrar a velocidade na borda da roda, temos que: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 106 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Portanto a velocidade da bicicleta será 14,4m/s. ( ) A velocidade angular da catraca é três vezes maior que a velocidade angular da coroa. Item CERTO Já vimos que as velocidades escalares são iguais, pois estão acopladas pela corrente. 19. (CESGRANRIO/ENGENHEIRO/PETROBRAS/2018) Um veículo de passeio movi- menta-se em linha reta a uma velocidade de 36 km/h. Considerando-se que não haja deslizamento entre o pneu e a pista, e que o diâmetro do pneu seja de 50 cm, a rotação da roda, expressa em rad/s, é de a) 10 b) 20 c) 40 d) 50 e) 80 http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 107 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Letra c. DADOS Vcarro = Vroda = 36 km/h ÷ 3,6 = 10 m/s D = 50cm R = 25 cm = 0,25m A rotação da roda =? Professor, “comacim”, você não falou anda de rotação da roda! Calma, PRF! Realmente não falei, mas preste atenção na unidade da rotação da roda!! É rad/s, então só pode ser a velocidade angular. Utilizando a relação entre as velocidades angular e linear: 20. (MARINHA/OFICIAL/EFOMM/2016) Considere uma polia girando em torno de seu eixo central, conforme figura abaixo. A velocidade dos pontos A e B são, res- pectivamente, 0,6 cm/s e 0,3 m/s. A distância AB vale 10 cm. O diâmetro e a ve- locidade angular da polia, respectivamente, valem: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 108 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br a) 10 cm e 1,0 rad/s b) 20 cm e 1,5 rad/s c) 40 cm e 3,0 rad/s d) 50 cm e 0,5 rad/s e) 60 cm e 2,0 rad/s Letra c. DADOS VA = 0,6 m/s VB = 0,3 m/s DAB = 10 cm = 0,1 m, então RB = RA – 0,1 As velocidades angulares nos pontos A e B serão iguais, pois giram ao mesmo tem- po, Sabemos que: http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br 109 de 109 NOÇÕES DE FÍSICA Movimento Circular Prof. Herico Avohai www.grancursosonline.com.br Como Substituindo os valores: Se o Raio é igual a 20 cm, o diâmetro é o dobro do raio, então D = 40 cm. Aplicando a relação das velocidades no ponto A, Muito bem!!! Parabéns por finalizar mais uma aula!! Eu fico por aqui; até a pró- xima!!! http://www.grancursosonline.com.br http://www.grancursosonline.com.br Plano Inclinado e Movimento Circular Apresentação Plano Inclinado Movimento Circular e UniformeQuestões de Concurso Gabarito Gabarito Comentado
Compartilhar