AOL 4 Mecânica Básica

Prévia do material em texto

Pergunta 1
Resposta Selecionada:
b.
Respostas:
a.
b.
c.
d.
e.
Considere a seguinte situação em que você se encontre em um parte na cidade de Recife
passeando com a família quando você começa a prestar atenção nos objetos desse parque,
de repente lhe chama a atenção a movimentação de um disco, com um raio de 0,25 m, que
gira como um carrossel de um ângulo de 800 rad, partindo do repouso, ganhando velocidade
angular a uma taxa constante α1 nos primeiros 400 rad e em seguida perdendo velocidade
angular a uma taxa constante – α1, até ficar novamente em repouso. O módulo da
aceleração centrípeta de qualquer parte do disco não deve exceder 400 m/s2. Qual é o
menor tempo necessário para a rotação? E qual o valor correspondente de α1?
40 s e 2,0 rad/s2
30 s e 3,0 rad/s2
40 s e 2,0 rad/s2
50 s e 1,0 rad/s2
45 s e 2,5 rad/s2
52 s e 3,8 rad/s2
Pergunta 2
Resposta Selecionada:
e.
Respostas:
a.
b.
c.
Vamos considerar que você comece a analisar comparando os movimentos de uma estrutura
macroscópica com os de uma molécula de oxigênio por exemplo. A molécula de oxigênio
(O2) tem uma massa de 5,30×10
-26 kg e um momento de inércia de 1,94×10-46 kg·m2
em relação a um eixo que passa pelo ponto médio da reta que liga os dois átomos e é
perpendicular a essa reta. Suponha que o centro de massa de uma molécula de O2 em um
gás tenha uma velocidade de translação de 500 m/s e que a molécula tenha uma energia
cinética de rotação igual a 2/3 da energia cinética de translação do centro de massa. Qual é,
nesse caso, a velocidade angular da molécula em relação ao centro de massa?
6,75×1012 rad/s
2,98×1011 rad/s
4,25×1012 rad/s
5,65×1013 rad/s
1 em 1 pontos
1 em 1 pontos
Revisar envio do teste: Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - ... https://sereduc.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp...
1 of 7 16/02/2019 09:09
d.
e.
3,95×1014 rad/s
6,75×1012 rad/s
Pergunta 3
Resposta Selecionada:
b.
Respostas:
a.
b.
c.
d.
e.
Muitas pessoas gostam de viver correndo rico de morte pelo simples prazer de passar por
uma situação de muita adrenalina, como aquelas pessoas que se equilibram em cordas
passando de um ponto a outro na extremidade de dois pontos bem elevados. Um equilibrista
procura manter sempre o seu centro de massa acima do arame (ou corda). Para isso, ele
carrega muitas vezes uma vara comprida. Quando se inclina, digamos, para a direita
(deslocando o centro de massa para a direita) e corre o risco de rodar em torno do arame,
desloca a vara para a esquerda (deslocando o centro de massa para a esquerda) para
diminuir a velocidade de rotação e ter tempo de recuperar o equilíbrio. Suponha que o
equilibrista tem uma massa de 70,0 kg e um momento de inércia de 15,0 kg·m2 em relação
ao arame. Qual é o módulo da aceleração angular em relação ao arame se o seu centro de
massa está 5,0 cm à direita do arame e ele não carrega uma vara e a vara de 14,0 kg que
carrega é deslocada de tal forma que seu centro de massa fica 10 cm à esquerda do arame?
2,3 rad/s2 e 1,4 rad/s2
3,6 rad/s2 e 2,4 rad/s2
2,3 rad/s2 e 1,4 rad/s2
4,3 rad/s2 e 4,4 rad/s2
3,3 rad/s2 e 3,4 rad/s2
1,3 rad/s2 e 0,4 rad/s2
Pergunta 4
Digamos que você esteja com a incumbência de ter que determinar qual a velocidade de um
determinado feixe de luz e então você começa a pesquisar sobre métodos de como poderá
realizar essa tarefa, e então descobre um método tradicional usado para medir a velocidade
de luz que utiliza uma roda dentada giratória. Um feixe de luz passa pelo espaço entre dois
dentes situados na borda da roda, como na figura, viaja até um espelho distante e chega de
volta à roda exatamente a tempo de passar pelo espaço seguinte entre dois dentes. Uma
dessas rodas tem 5,0 cm de raio e 500 espaços entre dentes. Medidas realizadas quando o
espelho está a uma distância L = 500 m da roda fornecem o valor de 3,0×105 km/s para a
velocidade da luz. Qual é a velocidade angular (constante) da roda? E qual a velocidade
linear de um ponto da borda da roda?
1 em 1 pontos
1 em 1 pontos
Revisar envio do teste: Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - ... https://sereduc.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp...
2 of 7 16/02/2019 09:09
Resposta Selecionada:
d.
Respostas:
a.
b.
c.
d.
e.
3,8×103 rad/s e 1,9×102 m/s
4,8×102 rad/s e 2,9×102 m/s
0,8×103 rad/s e 3,9×102 m/s
3,2×104 rad/s e 0,9×103 m/s
3,8×103 rad/s e 1,9×102 m/s
2,8×105 rad/s e 2,2×102 m/s
Pergunta 5
Digamos que que você esteja com a função de fazer com que a estrutura da figura gire. Na
Figura uma placa de plástico de forma irregular, com espessura e massa específica (massa
por unidade de volume) uniforme deve girar em torno de um eixo perpendicular à face da
placa passando pelo ponto O. O momento de inércia da placa em torno desse eixo é medido
usando o seguinte método: um disco circular de massa 0,500 kg e raio 2,00 cm é colocado
na placa, com seu centro coincidindo com O (Figura b). Um barbante é enrolado na borda do
disco como se ele fosse um pião e puxado durante 5,00 s. Em consequência, o disco e a
placa são submetidos a uma força constante de 0,400 N, aplicada pelo barbante
tangencialmente à borda do disco. A velocidade angular resultante é de 114 rad/s. Qual é o
momento de inércia da placa em relação ao eixo?
1 em 1 pontos
Revisar envio do teste: Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - ... https://sereduc.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp...
3 of 7 16/02/2019 09:09
Resposta Selecionada:
e.
Respostas:
a.
b.
c.
d.
e.
2,51×10-4 kg·m2
3,55×10-4 kg·m2
4,21×10-4 kg·m2
1,52×10-2 kg·m2
3,31×10-5 kg·m2
2,51×10-4 kg·m2
Pergunta 6
Resposta Selecionada:
c.
Respostas: a.
Considerando a mesma indústria em que o engenheiro trabalha da questão anterior, onde
aqui agora ele se depare com uma nova estrutura com disposição de forças. A figura mostra
um disco uniforme que pode girar em torno do centro como um carrossel. O disco tem um
raio de 2,00 cm e uma massa de 20,0 gramas, e está inicialmente em repouso. A partir do
instante t = 0, duas forças devem ser aplicadas tangencialmente à borda do disco, como
mostra a figura, para que, no instante t = 1,25 s , o disco tenha uma velocidade angular de
250 rad/s no sentido anti-horário. A força F1 tem um módulo de 0,100 N. Qual é o módulo
de F2?
0,140 N
0,240 N
1 em 1 pontos
Revisar envio do teste: Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - ... https://sereduc.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp...
4 of 7 16/02/2019 09:09
b.
c.
d.
e.
0,535 N
0,140 N
0,335 N
0,190 N
Pergunta 7
Resposta Selecionada:
b.
Respostas:
a.
b.
c.
d.
e.
Um dos principais objetivos das pesquisas desenvolvidas pelos fabricantes de automóveis e
veículos de carga é com relação ao aproveitamento de toda energia gerada durante o uso
dessas máquinas. Alguns caminhões utilizam a energia armazenada em um volante que um
motor elétrico acelera até uma velocidade de 200π rad/s. Um desses volantes é um cilindro
uniforme com uma massa de 500 kg e um raio de 1,0 m. Qual é a energia cinética do volante
quando está girando com a velocidade máxima? Se o caminhão consome uma potência
média de 8,0 kW, por quantos minutos pode operar sem que o volante seja novamente
carregado?
49 MJ e 1,0×102 min
42 MJ e 1,8×104 min
49 MJ e 1,0×102 min
45 MJ e 1,5×103 min
59 MJ e 2,0×102 min
40 MJ e 2,5×103 min
Pergunta 8
Resposta Selecionada:
b.
Respostas:
a.
b.
c.
Considerando a seguinte situação encontrada por um engenheiro em umas de suas funções
em uma indústria, onde a estrutura se apresente semelhante a um pêndulo. De modo que
uma pequena bola de massa 0,75 kg está presa a uma das extremidades de uma barra de
1,25 m de comprimento e massa desprezível. A outraextremidade da barra está pendurada
em um eixo. Quando o pêndulo assim formado faz um ângulo de 30º com a vertical, qual é o
módulo do torque exercido pela força gravitacional em relação ao eixo?
4,6 N·m
5,6 N·m
4,6 N·m
3,5 N·m
1 em 1 pontos
1 em 1 pontos
Revisar envio do teste: Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - ... https://sereduc.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp...
5 of 7 16/02/2019 09:09
d.
e.
2,8 N·m
7,9 N·m
Pergunta 9
Resposta Selecionada:
a.
Respostas:
a.
b.
c.
d.
e.
Vamos considerar que durante as atividades de um engenheiro em uma indústria, ele se
depare com a seguinte situação onde tenha que deslocar vários objetos sobre uma
superfície. Uma roda de 0,20 m de raio está mantida em um eixo horizontal sem atrito.
O momento de inércia da roda em relação ao eixo é 0,050 kg·m2. Uma corda de massa
desprezível está enrolada na roda e presa a um bloco de 2,0 kg que escorrega em uma
superfície horizontal sem atrito. Se uma força horizontal de módulo P = 3,0 N é aplicada
ao bloco, como mostrado na Figura, qual é o módulo da aceleração angular da roda?
Suponha que a corda não desliza em relação à roda.
4,6 rad/s2
4,6 rad/s2
3,5 rad/s2
2,8 rad/s2
0,6 rad/s2
1,9 rad/s2
Pergunta 10
Resposta Selecionada:
d.
Respostas:
a.
Considerando que em uma indústria em seja encontrada várias estruturas de diversas
formas e tamanhos. Uma polia, com um momento de inércia de 1,0×10-3 kg·m2 em
relação a seu eixo e um raio de 10 cm, é submetida a uma força aplicada
tangencialmente a sua borda. O módulo da força varia no tempo de acordo com a
equação F = 0,50t + 0,30t2, , com F em newtons e t em segundos. A polia está
inicialmente em repouso. Em t = 3,0 s, , quais são suas aceleração angular e
velocidade angular?
4,2×102 rad/s2 e 5,0×102 rad/s
3,2×104 rad/s2 e 4,0×102 rad/s
1 em 1 pontos
1 em 1 pontos
Revisar envio do teste: Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - ... https://sereduc.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp...
6 of 7 16/02/2019 09:09
b.
c.
d.
e.
3,3×105 rad/s2 e 1,0×102 rad/s
2,2×103 rad/s2 e 3,0×103 rad/s
4,2×102 rad/s2 e 5,0×102 rad/s
4,8×102 rad/s2 e 2,0×103 rad/s
Revisar envio do teste: Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - ... https://sereduc.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp...
7 of 7 16/02/2019 09:09