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F R E N T E 1 121 Considerando como dados m1, m2 e o módulo da ace- leração da gravidade g, calcule, no instante em que a esfera de massa m1 perde o contato com o chão: a) a tensão no fio. b) a aceleração da esfera de massa m2. 40 PUC-Minas Uma pessoa está dentro de um elevador em repouso, sobre uma balança que acusa uma leitu- ra igual a P. Se o elevador subir com aceleração igual a duas vezes a aceleração da gravidade, a nova lei- tura será: A P 2P C 3P d 4P e 5P 41 Unifei Um corpo está suspenso por um dinamômetro, ligado ao teto de um elevador (g = 10,0 N/kg). a) Se o elevador possui uma aceleração, na direção vertical e sentido para cima, de 2,0 m/s 2 e se a leitura no dinamômetro for de 960 N, qual é o peso desse corpo quando em repouso na superfície da Terra? b) Se o elevador desce acelerado com uma acelera- ção a= 5,0 m/s2, qual será a leitura no dinamômetro? 42 FCMS Um homem cujo peso é 600 N toma um elevador na metade de um edifício e pisa sobre uma balança. Quando o elevador começa a se mover, ele observa que a balança marca 720 N durante 5 segundos, a se- guir marca 600 N durante 10 segundos, e, finalmente, 480 N durante 5 segundos, passados os quais o eleva- dor para numa das extremidades do seu trajeto. Calcule a altura aproximada do edifício. Dado: g = 10 m/s 2 . 43 UFRJ Um operário usa uma empilhadeira de massa to- tal igual a uma tonelada para levantar verticalmente uma caixa de massa igual a meia tonelada, com uma aceleração inicial de 0,5 m/s2, que se mantém cons- tante durante um curto intervalo de tempo. Use g = 10 m/s 2 e calcule, neste curto intervalo de tempo: a) a força que a empilhadeira exerce sobre a caixa. b) a força que o chão exerce sobre a empilhadeira. (Des- preze a massa das partes móveis da empilhadeira). 44 EEAR 2018 Em alguns parques de diversão há um brin- quedo 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 blo- co, na verdade, esteja descendo a rampa em relação a horizontal terrestre. Na figura a seguir, está representada uma rampa com uma inclinação a 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 à horizontal terrestre. 2) considere P = peso do bloco. 3) desconsidere qualquer atrito. Nessas condições, a expressão da força responsá- vel por mover esse bloco a partir do repouso, para quaisquer valores de θ e a que fazem funcionar corre- tamente o brinquedo, é dada por A Psen (θ + a) Psen (θ a) C Psen a d Psen θ 45 EBMSP 2018 Transportar pessoas doentes em uma am- bulância é uma grande responsabilidade, por isso não é qualquer motorista que está pronto para desempenhar esse tipo de atividade. Além de conduzir o veículo, com atenção, o profissional precisa guiar pensando sempre no bem-estar do paciente. Disponível em: https://www.guiadecursos.net/curso-de-condutor- de-veiculos-de-emergencia/. Acesso em: set. 2017. A gura representa um pêndulo simples que se en- contra preso ao teto de uma ambulância que se move ao longo de um plano inclinado, que forma um ângulo de 30 o com a superfície horizontal. Sabendo que as condições do movimento da ambu- lância estão reproduzidas na gura e caracterizado pela posição do pêndulo, que o módulo da aceleração da gravidade local é igual a 10 m/s2 e desprezando as forças dissipativas, ⇒ descreva o tipo do movimento realizado pela am- bulância nesse instante; ⇒ determine o valor da grandeza física que caracteri- za o movimento da ambulância. FÍSICA Capítulo 8 Dinâmica122 46 Uerj 2017 Um reboque de 16 toneladas é puxado por um caminhão através de um cabo de aço. Sabe-se que a aceleração do conjunto caminhão-reboque cor- responde a 200 cm/s2, e que a massa do cabo de aço é desprezível em relação às massas do caminhão e do reboque. Estime, em newtons, a tração no cabo de aço. 47 Unigranrio 2017 Para manter um carro de massa 1 000 kg sobre uma rampa lisa inclinada que forma um ângulo θ com a horizontal, é preso a ele um cabo. Sabendo que o carro, nessas condições, está em re- pouso sobre a rampa inclinada, marque a opção que indica a intensidade da força de reação normal da rampa sobre o carro e a tração no cabo que sustenta o carro, respectivamente. Despreze o atrito. Dados: sen θ = 0,6; cos θ = 0,8 e g = 10 m/s 2 . A 8 000 N e 6 000 N b 6 000 N e 8 000 N C 800 N e 600 N d 600 N e 800 N e 480 N e 200 N 48 Fuvest A figura I, a seguir, indica um sistema composto por duas roldanas leves, capazes de girar sem atrito, e um fio inextensível que possui dois suportes em suas extremidades. O suporte A possui um certo número de formigas idênticas, com 20 miligramas cada. O sistema está em equilíbrio. Todas as formigas migram então para o suporte B e o sistema movimenta-se de tal forma que o suporte B se apoia numa mesa, que exerce uma força de 40 milinewtons sobre ele, con- forme ilustra a figura II. A Figura I Figura II B A B Determine: a) o peso de cada formiga. ) o número total de formigas. 49 Na máquina de Atwood da figura a seguir, o fio (inex- tensível) e a polia têm pesos desprezíveis, a resistência do ar é insignificante e a aceleração da gravidade tem módulo g. As massas dos blocos A e B são, respecti- vamente, M e m, com M > m. g A B (1) (2) Sendo a o módulo da aceleração dos blocos e D1 e D2 as indicações dos dinamômetros ideais (1) e (2), anali- se as proposições seguintes. I. a < g II. = + D 2Mm M m g 1 III. D2 = (M + m)g IV. mg < D1 < Mg Responda mediante o código. A Todas as proposições são corretas. b Todas as proposições são erradas. C Apenas as proposições I e III são corretas. d Apenas as proposições I, II e IV são corretas. e Apenas as proposições I, III e IV são corretas. 50 Mackenzie Uma corda envolve uma roldana fixa sem atrito. Numa das extremidades da corda está um ma- caco e, na outra, um bloco cúbico de peso igual ao do macaco. Na face do cubo voltada para o macaco, há um espelho plano. O macaco começa a subir pela corda. Podemos então afirmar que: A o macaco só verá sua imagem no espelho se per- manecer em repouso. b o macaco só verá sua imagem no espelho se a sua velocidade for maior que a do cubo. C o macaco não verá sua imagem no espelho, por- que o cubo sobe com maior velocidade. d o macaco verá constantemente sua imagem. 51 ITA Dois blocos de massa M estão unidos por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. F R E N T E 1 123 M m M Com que força esse pequeno bloco de massam pres- sionará o bloco sobre o qual foi colocado? A + 2mMg 2M m b mg C (m – M)g d + mg 2M m e Outra expressão. 52 UFRJ O sistema ilustrado na figura a seguir é uma máquina de Atwood. A roldana tem massa despre- zível e gira livremente em torno de um eixo fixo perpendicular ao plano da figura, passando pelo centro geométrico da roldana. Uma das massas vale m e a outra 2m. O sistema encontra-se ini- cialmente na situação ilustrada pela figura a, isto é, com as duas massas no mesmo nível. O sistema é então abandonado a partir do repouso e, após um certo intervalo de tempo, a distância vertical entre as massas é h, figura b. Calcule o módulo da velocidade de cada uma das massas na situação mostrada na figura b. (a) (b) 2m h 2m m m 53 UFSC O sistema esquematizado compõe-se de um elevador de massa M e um homem de massa m. O elevador está suspenso a uma corda que passa por uma polia fixa e vem às mãos do operador; a corda e a roldana são supostas ideais. O operador puxa a corda e sobe com aceleração constante a, junta- mentecom o elevador. São supostos conhecidos M, m, a e g. m M a Determine: a) a intensidade da tração no fio. ) a intensidade da força que a plataforma exerce no operador. 54 Vunesp Nas duas situações mostradas nas figuras adiante, carrinhos, mesas, roldanas e fios são idênticos. Observa-se porém que, puxando o fio (Fig. 2) com uma força F igual ao peso P do corpo dependurado (Fig. 1), a aceleração do carrinho é maior. P F = P Figura 1 Figura 2 Com base na segunda lei de Newton, justique o fato observado. 55 Faap-SP Mediante fio e polia ideais, o peso sus- penso de massa 100 g solicita horizontalmente o carrinho de comprimento 2 m e massa 3,9 kg, que está sobre a mesa. No instante indicado na figura, o carrinho é solto e começa a gotejar líquido den- tro dele à taxa de 180 gotas por minuto. Sendo o volume de cada gota igual a 0,1 cm3, calcule o vo- lume máximo de líquido armazenado pelo carrinho. Despreze todos os atritos, assim como a massa das gotas em comparação com a massa do carrinho, e considere g = 10 m/s 2 . FÍSICA Capítulo 8 Dinâmica124 56 Fuvest Os corpos A, B e C têm massas iguais. Um fio inextensível e de massa desprezível une o corpo C ao B, passando por uma roldana de massa desprezível. O corpo A está apoiado sobre B. Despreze qualquer efeito das forças de atrito. O fio f mantém o sistema em repouso. Bf C A g Logo que o o f é cortado, as acelerações aA, aB e aC dos corpos A, B e C serão: A aA = 0; aB = g 2 ; aC = g 2 b aA = g 3 ; aB = g 3 ; aC = g 3 C aA = 0; aB = g 3 ; aC = g 3 d aA = 0; aB = g; aC = g e aA = g 2 ; aB = g 2 ; aC = g 2 57 Mackenzie O esquema a seguir representa três corpos de massas mA = 2 kg, mB = 2 kg e mC = 6 kg, inicial- mente em repouso na posição indicada. Num instante, abandona-se o sistema. Os fios são inextensíveis e de massa desprezível. Desprezando os atritos e conside- rando g = 10 m/s 2 , determine o tempo que B leva para ir de P a Q. P B C A 3,2 m 2 m Q 58 No sistema esquematizado na figura, C é um carrinho em movimento acelerado, seguindo trilhos retilíneos e horizontais. Os blocos A e B, interligados por um fio que passa por uma polia, não se movem em relação a C. Dados:Massa de A = 2 kg; massa de B = 10 kg; massa de C = 88 kg; g = 10 m/s 2 . A vertical horizontal C B F Desprezando atritos e inuências do ar, e consideran- do ideais o o e a polia, calcule a intensidade: a) da força de tração no fio. ) da aceleração do sistema. c) da força que C exerce em B. ) da força F que acelera o sistema. 59 UFMA Dois blocos de mesma massa são conectados da maneira indicada na figura a seguir. As massas da corda e da roldana são desprezíveis, assim como qual- quer atrito no sis tema. α Baseados nessas informações, determine: a) a aceleração dos blocos. ) a tração na corda. 60 Um sistema formado por dois blocos, A e B, com um fio ideal e uma polia também ideal, foi montado sobre um plano que tem inclinação θ em relação a um plano horizontal, como mostra a figura. As massas de A e B são, respectivamente, iguais a 5,0 kg e 15 kg. Dados: g = 10 m/s 2 e sen θ = 0,60. A B θ Desprezando o atrito, calcule: a) o módulo da aceleração do bloco B. ) o módulo da tração no fio. 61 FMABC Na figura, considere desprezível o atrito nos pla- nos e na polia. A massa de A é de 4,0 kg, a massa de B é de 0,60 kg, a massa de C é de 0,40 kg e g = 10 m/s 2 . 30° g a) Qual o módulo da aceleração do conjunto? ) Quais as intensidades das forças que tracionam os fios que ligam os corpos A e B e os corpos B e C? c) Se o sistema for impedido de se mover por uma força aplicada em A, qual o valor dessa força?