fis-069-070

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FÍSICA - Equilíbrio
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16. PUC-SP Podemos abrir uma porta aplicando uma força F em um ponto localizado pró-
ximo à dobradiça (figura 1) ou exercendo a mesma força F em um ponto localizado
longe da dobradiça (figura 2). Sobre o descrito, é correto afirmar que:
a) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 1, porque o momento da força F
aplicada é menor.
b) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 1, porque o momento da força F
aplicada é maior.
c) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 2, porque o momento da força F
aplicada é menor.
d) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 2, porque o momento da força F
aplicada é maior.
e) não há diferença entre aplicarmos a força mais perto ou mais longe da dobradiça, pois
o momento de F independe da distância d entre o eixo de rotação e o ponto de aplica-
ção da força.
17. UFRN Num dia de chuva, Anísio vinha apressado no seu fusca quando notou a presença de
um ônibus parado no meio da pista. Com a pista escorregadia, a batida foi inevitável. O fusca
parou imediatamente após a colisão, enquanto o ônibus saiu deslizando e girando livremen-
te. O acidente e suas conseqüências ocorreram num trecho plano e horizontal da pista.
Passado o susto, Anísio procurou entender o ocorrido. Sua prima Isaura, perita do Depar-
tamento de Trânsito, formulou algumas hipóteses simplificadoras para lhe explicar o que
ocorreu.
No modelo de Isaura, ilustrado nas figuras abaixo, o fusca é representado por um peque-
no disco, de massa m e velocidade v
F
, enquanto o ônibus aparece como uma barra homo-
gênea, de massa M (Ela explicou que esse modelo assemelhava-se a uma moeda desli-
zando de encontro à extremidade de uma régua, sobre uma mesa horizontal, lisa). O
fusca atingiu o ônibus a uma distância d do centro de massa (C.M.), o qual, no modelo de
Isaura, coincide com o centro geométrico da barra. Ela supôs também que não houve
dissipação de energia no processo descrito.
ILUSTRAÇÃO DO MODELO DE ISAURA
Isaura definiu, ainda, as seguintes grandezas: I é o momento de inércia da barra homogê-
nea (ônibus) em relação a um eixo que passa pelo seu centro, perpendicular ao plano da
mesa (pista); L = I . w é o momento angular dessa barra, quando ela gira com velocidade
angular w em torno do referido eixo; L
F
 = m.v
F
.d é o momento angular do disco (fusca)
em relação ao centro da barra, no instante imediatamente anterior à colisão. Nas condi-
ções descritas por Anísio, Isaura considerou desprezível o atrito naquela parte da estrada.
Tendo por base as informações fornecidas e a física envolvida:
a) Explicite, sucintamente, todas as hipóteses simplificadoras que Isaura formulou ao
montar um modelo da colisão.
b) Especifique as grandezas físicas que se conservam nessa colisão. Justifique sua resposta.
c) Obtenha uma expressão literal para a velocidade de translação, V, que o ônibus ad-
quire imediatamente após a colisão, em função de m, M e v
F
.
d) Obtenha uma expressão literal para a velocidade angular, w, que o ônibus adquire
imediatamente após a colisão, em função de m, v
F
, I e d.
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18. U.F. Juiz de Fora-MG Pode-se usar um prolongador para aumentar o comprimento do
cabo de uma chave de roda manual, para retirar parafusos emperrados de rodas de auto-
móveis. O uso do prolongador é necessário para:
a) aumentar o torque da força aplicada;
b) aumentar o módulo da força aplicada;
c) mudar a direção da força aplicada;
d) reduzir o trabalho realizado pela força aplicada.
19. Vunesp As figuras a seguir representam esquematicamente, à esquerda, um abridor de
garrafas e, à direita, esse abridor abrindo uma garrafa.
Em ambas as figuras, M é ponto de aplicação da força que uma pessoa exerce no abridor
para abrir a garrafa.
a) Copie no caderno a figura da direita e nela represente as forças que atuam sobre o
abridor enquanto a pessoa abre a garrafa. Nomeie as forças representadas e faça uma
legenda explicando quem as exerce. Não considere o peso do abridor.
b) Supondo que essas forças atuem perpendicularmente ao abridor, qual o valor mínimo
da razão entre o módulo da força exercida pela pessoa, F
p
, e o módulo da força
F
a
 que retira a tampa e abre a garrafa?
20. U.E. Ponta Grossa-PR Na figura abaixo, A, B e C são cabos inextensíveis que, junta-
mente com a haste metálica D – indeformável e de peso desprezível –, sustentam um
corpo de peso P, em equilíbrio. Com relação às forças que atuam nos diferentes elemen-
tos desse sistema, assinale o que for correto.
Ângulos
Seno
Cosseno
Tangente
30º
1
2
3
2
3
2
45º
2
2
2
2
1
60º
3
2
1
2
3
Adote:
01. A e B são forças de tração de módulos que valem, respectivamente, 50 N e 50 3 N.
02. C e D são forças de tração de módulos que valem, respectivamente, 25 N e 25 3 N.
04. Em B atua uma força de tração e em D, uma força de compressão. Os módulos
dessas forças são, respectivamente, iguais a 50 N e 25 N.
08. Em B atua uma força de tração e em C, uma força de compressão. Os módulos
dessas forças são, respectivamente, iguais a 50 3 N e 25 3 N.
16. A e C são forças de tração de módulos que valem, respectivamente, 50 3 N e
25 3 N.
Dê, como resposta, a soma das alternativas corretas.
→Fp
F
a→