LF6B2 Dinâmica do corpo rígido

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ITA18 - Física
LF6B2 - Dinâmica do corpo rígido
Questão 1
(Hall iday) Na notação dos vetores unitários(i, j , k), qual é o torque resultante em relação à origem a
que está submetida uma pulga localizada nas coordenadas (0; -4,0 m; 5,0 m;) quando as forças F1 =
3,0 N k e F2 = -2,0 N j agem sobre uma pulga?
a) – 3,0 N.m i + 4,0 N.m j
b) – 2,0 N.m i
c) – 2,0 N.m j
d) – 2,0 N.m k
e) – 3,0 N.m j + 4,0 N.m k
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Questão 2
(Hall iday) Em termos dos vetores unitários, qual é o torque resultante em relação à origem a que está
submetida uma pulga localizada nas coordenadas (0,−4,0m,5,0m) quando as forças F1 = (3N)k e F2 =
(−2N)j agem na pulga? 
a) 6,0 N.m j - 8,0 N.m k 
b) 2,0 N.m j
c) -2,0 N.m k
d) 6,0 N.m j - 8,0 N.m k
e) -2,0 N.m i
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Questão 3
(Hall iday) A força F = (-8,0 N) i + (6,0 N) j age sobre uma partícula cujo vetor posição é r = (3,0 m) i
+ (4,0 m) j. Assim, o torque em relação à origem a que está submetida a partícula, em termos dos
vetores unitários e o ângulo entre r e F são dados por:
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a) 50 N.m i + 50 N.m j; 45°
b) 50 N.m j + 50 N.m k; 45°
c) 50 N.m j; 90°
d) 50 N.m k; 90°
e) 50 N.m i; 0°
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Questão 4
(Hall iday) Na figura abaixo, três partículas de massa m=23g estão presas a três barras de
comprimento d=12cm e massa desprezível. O conjunto gira em torno do ponto O com velocidade 
angular ω = 0,85 rad/s. Determine o momento de inércia do conjunto e o módulo do momento angular
da partícula do meio, ambos em relação ao ponto O.
a) 4,6x10-3 kg.m2; 1,1x10-3 kg.m2/s
b) 3,6x10-3 kg.m2; 1,1x10-3 kg.m2/s
c) 4,6x10-3 kg.m2; 2,1x10-3 kg.m2/s
d) 3,6x10-3 kg.m2; 2,1x10-3 kg.m2/s
e) 5,6x10-3 kg.m2; 2,1x10-3 kg.m2/s
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Questão 5
(Hall iday) O momento angular de um volante com um momento de inércia de 0,140 kg.m2 em relação
ao eixo central diminui de 3,00 para 0,800 kg.m2 /s em 1,50 s. Determine o módulo do torque médio
em relação ao eixo central que age sobre o volante durante esse período e supondo uma aceleração
angular constante, de que ângulo o volante gira?
a) 1,27 N.m e 10,4 rad.
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b) 1,00 N.m e 15 rad.
c) 1,47 N.m e 24,0 rad. 
d) 1,57 N.m e 10 rad.
e) 1,27 N.m e 15 rad.
felipe13games@gmail.c
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Questão 6
(Hall iday) O momento angular de um volante com um momento de inércia de 0,140 kg.m2 em relação
ao eixo central diminui de 3,00 para 0,800 kg.m2 /s em 1,50s. O trabalho realizado sobre o volante e
a potência média do volante são: 
a) 29,9 J e 29,9 W
b) 19,9 J e 29,9 W
c) -29,9 J e 19,9 W
d) -19,9 J e 29,9 W
e) 19,9 J e 19,9 W
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Questão 7
(Hall iday) A figura abaixo mostra uma estrutura rígida formada por um aro, de raio R e massa m, e
um quadrado feito de quatro barras finas, de comprimento R e massa m. A estrutura rígida gira com
velocidade constante em torno do eixo vertical, com um período de rotação de 2,5 s. Supondo que
R=0,50 m e m=2,0kg, o momento de inércia da estrutura em relação ao eixo de rotação e o
momento angular da estrutura em relação ao eixo são dados por:
 
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a) 0,6 kg.m2 e 2,0 kg.m2 /s
b) 1,6 kg.m2 e 4,0 kg.m2 /s
c) 0,8 kg.m2 e 2,0 kg.m2 /s
d) 2,0 kg.m2 e 4,0 kg.m2 /s
e) 4,0 kg.m2 e 2,0 kg.m2 /s
Questão 8
(Hall iday) Duas bolas, de 2,0 kg, estão presas às extremidades de uma barra fina, de 50,0 cm de
comprimento e massa desprezível. A barra está l ivre para girar sem atrito em um plano vertical em
torno de um eixo horizontal que passa pelo centro. Com a barra inicialmente na horizontal, de
acordo com a figura abaixo, um pedaço de massa de modelar de 50,0 g cai em uma das bolas,
atingindo-a com uma velocidade de 3,00 m/s e aderindo a ela. A velocidade angular do sistema
imediatamente após o choque com a massa de modelar e o ângulo de que o sistema gira antes de
parar momentaneamente são: 
 
a) 0,074 rad/s e 91,5º
b) 0,296 rad/s e 91,5º
c) 0,148 rad/s e 181º
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Questão 9
(Hall iday) Duas bolas, de 2,0 kg, estão presas às extremidades de uma barra fina, de 50,0 cm de
comprimento e massa desprezível. A barra está l ivre para girar sem atrito em um plano vertical em
torno de um eixo horizontal que passa pelo centro. Com a barra inicialmente na horizontal, de
acordo com a figura abaixo, um pedaço de massa de modelar de 50,0 g cai em uma das bolas,
atingindo-a com uma velocidade de 3,00 m/s e aderindo a ela. Determine a razão entre a energia
cinética do sistema após o choque e a energia cinética do pedaço de massa de modelar
imediatamente antes do choque. 
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a) 0,0123
b) 0,0246
c) 0,0369
d) 0,0321
e) 0,0642
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Questão 10
(Hall iday) A figura abaixo é uma vista, de cima, de uma barra fina, homogênea, de comprimento
0,600 m e massa M, girando horizontalmente a 80,0 rad/s no sentido anti-horário em torno de um
eixo que passa pelo centro. Uma partícula, de massa M/3, que se move horizontalmente com uma
velocidade de 40,0m/s, choca-se com a barra e fica presa. A trajetória da partícula é perpendicular
à barra no momento do choque, que ocorre a uma distância d do centro da barra. Para qual valor de d
a barra e a partícula permanecem em repouso após o choque?
 
a) 0,180 m
b) 0,090 m
c) 0,045 m
d) 0,0275 m
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e) 0,360 m
Questão 11
(Uel 2011) “Top Spin” é uma das jogadas do tênis na qual o tenista, usando a raquete, aplica à bola
um movimento de rotação (que ocorre em torno do seu próprio eixo) sobreposto ao movimento de
translação, conforme esquematizado na figura 11 a seguir:
Com base nos conhecimentos de mecânica, e considerando a representação da figura, é correto
afirmar que:
a) a trajetória do centro de massa da bola pode ser descrita por uma espiral, devido à composição
dos movimentos
de translação e de rotação.
b) a bola alcançará uma distância maior devido ao seu movimento de rotação.
c) a força que a raquete aplica à bola é a mesma que a bola aplica à raquete, porém em sentido
contrário.
d) a energia cinética adquirida no movimento ascendente da bola é transformada em energia
potencial no
movimento descendente.
e) o torque aplicado à bola pela raquete resulta no seu movimento de translação.
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Questão 12
(Ufrn 2002) Em revista de circulação nacional, uma reportagem destacou a reação da natureza às
agressões realizadas pelo homem ao meio ambiente. Uma das possíveis consequências citadas na
reportagem seria o derretimento das geleiras dos polos, o que provocaria uma elevação no nível do
mar. Devido ao movimento de rotação da Terra, esse efeito seria especialmente sentido na região
do equador, causando inundações nas cidades l itorâneas que hoje estão ao nível do mar.
Levando-se em conta APENAS esse efeito de redistribuição da água devido ao degelo, podemos
afirmar que
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a) o momento de inércia da Terra, em relação ao seu eixo de rotação, aumentará.
b) a velocidade angular da Terra, em relação ao seu eixo de rotação, aumentará.
c) o período de rotação da Terra, duração do dia e da noite, diminuirá.
d) o momento angular da Terra, em relação ao seu centro de massa, diminuirá.
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Questão 13
(Ita 2002) A massa inercial mede a dificuldade em se alterar o estado de movimento de uma
partícula. Analogamente, o momento de inércia de massa mede a dificuldade em se alterar o estado
de rotação de um corpo rígido. No caso de uma esfera, o momento de inércia em torno de um eixo
que passa pelo seu centro é dado por I=(2/5)MR2 , em que M é a massa da esfera e R seu raio. Para
uma esfera de massa M=25,0kg e raio R=15,0cm, a alternativa que melhor representa o seu
momento de inércia é:
a) 22,50x102 kg.m2
b) 2,25 kg.m2
c) 0,225 kg.m2
d) 0,22 kg.m2
e) 22,0 kg.m2felipe13games@gmail.c
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Questão 14
(Ufla 2000) Considere as seguintes situações:
(I) Uma esfera de raio R desliza, sem rolar, num plano inclinado de altura H.
(II) A mesmaesfera rola, sem deslizar, num plano inclinado de mesma altura (há atrito nesta
situação). Considere que o momento de inércia da esfera é dado por , em que m é a
massa da esfera. 
A velocidade de translação da esfera na base do plano na situação (I) é dada por . Qual
será a velocidade de translação da esfera na base do plano, na situação (II)?
a) felipe13games@gmail.c
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b) 
c) 
d) 
e) 
felipe13games@gmail.c
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Questão 15
(Ufrn 1999) Com a mão, Mara está girando sobre sua cabeça, em um plano horizontal, um barbante
que tem uma pedra amarrada na outra extremidade, conforme se vê na figura adiante. Num dado
momento, ela para de impulsionar o barbante e, ao mesmo tempo, estica o dedo indicador da mão
que segura o barbante, não mexendo mais na posição da mão, até o fio enrolar-se todo no dedo
indicador. Mara observa que a pedra gira cada vez mais rapidamente, à medida que o barbante se
enrola em seu dedo. 
Isso pode ser explicado pelo princípio de conservação do(a):
a) momento l inear.
b) momento angular.
c) energia mecânica.
d) energia total.
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Questão 16
(Unb 1998) Às 9 h 25 min de 2 de novembro de 1997, foi feito o lançamento do foguete brasileiro
VLS-1 (veículo lançador de satélites). Devido a falha na ignição de um dos seus motores, 65 s após o
lançamento, o VLS-1 teve de ser destruído, momento em que se encontrava à altura de 3.230 m do
solo e desenvolvia uma velocidade de 720 km/h, com inclinação de 25° em relação à horizontal. Até
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os 25 s de voo, o sistema de controle do foguete conseguiu compensar as 7 toneladas de
combustível não-ejetadas que permaneciam intactas no motor inativo, desequil ibrando o foguete. A
compensação foi feita, movimentando-se as tubeiras - cones que ficam abaixo dos motores dirigindo
suas descargas -, ou seja, alterando-se a direção da força exercida pelos motores do foguete. Globo
Ciência, fevereiro de 1998, p. 40-3 (com adaptação).
Em relação à situação descrita no texto e referindo-se à figura adiante, todas as afirmativas estão
corretas, exceto:
a) Uma forma de evitar que o foguete gire em torno de seu centro de massa é fazer com que as
tubeiras movimentam-se de modo que a força que cada motor exerce esteja dirigida ao longo da
linha que passa pelo centro de massa do foguete.
b) O torque exercido pela ação da gravidade sobre o foguete é nulo, mesmo com a massa de
combustível permanecendo intacta em apenas um dos motores.
c) Durante os 65 s do voo, o centro de massa do foguete deslocou-se em direção ao motor que
permanecia inativo.
d) No intervalo de um tempo entre o lançamento e a distribuição, a velocidade média vertical do
foguete era inferior a 200 km/h.
e) Em cada instante do voo, o módulo da força exercida pelo foguete sobre os produtos da reação da
queima do combustível - que é endotérmica - era menor que o módulo da força que tais produtos
expelidos exerciam sobre o foguete.
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