AOL 2 Mecânica dos sólidos 2020

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Prova da Unidade 1 de Mecânica dos sólidos 
1- Os vetores possuem propriedades de comparação entre si que facilitam 
a identificação entre os mesmos e também quando se irá aplicar operações, 
como a soma vetorial. Eles podem ser iguais, paralelos, antiparalelos, opostos 
ou não ter nenhuma dessas relações. 
 
Observando a figura com os vetores a e b, que possuem a mesma 
direção, e de posse dos conhecimentos sobre as propriedades dos vetores, 
analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) 
falsa(s). 
I. ( ) Pela figura, independentemente de sabermos sua magnitude, 
podemos afirmar que os vetores são antiparalelos. 
II. ( ) Supondo que os vetores a e b tenham magnitudes iguais, 
podemos considerá-los vetores opostos, ou seja, a = -b. 
III. ( ) Se a magnitude de a for o dobro da magnitude de b, então o 
vetor resultante entre eles será justamente o vetor oposto de b. 
IV. ( ) Supondo que os vetores a a e b tenham magnitudes iguais, se 
rotacionarmos um deles em 360°, eles ser tornarão vetores iguais. 
Resposta: F, V, V, F. 
 
2- O conceito de ponto material é uma hipótese utilizada dentro da 
mecânica para simplificar os cálculos envolvendo um corpo. Para ser aplicado, 
reduz-se um corpo rígido a apenas um único ponto, aplicando todas as forças 
envolvidas neste lugar geométrico. 
Considerando as condições para se aplicar a hipótese de ponto material, 
analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas 
I. Quando se analisa a órbita de um planeta, como a Terra, aplica-se a 
hipótese de ponto material 
Porque: 
II. O tamanho da órbita é muito maior que a própria dimensão do planeta, 
o que causa pequena influência ao se analisar o problema como um todo. 
Resposta: As asserções I e II são verdadeiras, é a II e uma justificativa 
correta da I. 
 
3- A soma de vetores é fundamental para encontrar o carregamento 
resultante de um corpo. Ao se decompor os mesmos em vetores unitários, cada 
componente pode ser tratada individualmente e, em caso de equilíbrio, podem 
ser zeradas uma a uma. 
Considerando o conceito de soma vetorial a partir da notação de vetores 
unitários e o vetor a = 2î - 3ĵ - 6k̂ [N], analise as asserções a seguir e a relação 
proposta entre elas. 
I. O módulo do vetor a vale 7 N. 
Porque: 
II. É calculado a partir da raiz quadrada da soma dos quadrados de cada 
componente. 
Resposta: As asserções I e II são verdadeiras, é a II e uma justificativa 
correta da I. 
 
4- As grandezas vetoriais são propriedades físicas que não são 
caracterizadas apenas pelo seu valor, definido como magnitude ou módulo. Para 
ficar completamente definida, é necessário se determinar a reta de sua linha de 
ação, bem como qual extremo desta reta essa grandeza está apontada. 
De posse dessas informações e dos conhecimentos sobre grandeza 
vetorial, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
I. As grandezas força, velocidade, deslocamento e temperatura são 
consideradas grandezas vetoriais. 
Porque: 
II. Para serem definidas, é necessário saber além de sua magnitude e sua 
direção. 
Resposta: As asserções I e II são falsas. 
 
5- Leia o excerto a seguir: 
“A Mecânica é definida como o ramo das ciências físicas que trata do 
estado de repouso ou de movimento de corpos sujeitos a forças. Em geral, esse 
assunto é subdividido em mecânica dos corpos rígidos, mecânica dos corpos 
deformáveis e mecânica dos fluidos.”Fonte: HIBBELER, R.C. Estática - 
Mecânica para Engenharia. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. 
Considerando essas informações e as hipóteses para se chegar a uma 
subdivisão da mecânica dos corpos rígidos, chamada de estática dos corpos 
rígidos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F 
para a(s) falsa(s). 
I. ( ) Na estática dos corpos rígidos, considera-se que o corpo esteja com 
velocidade constante positiva. 
II. ( ) Para que um problema se encaixe dentro da estática dos corpos 
rígidos, a soma vetorial de todas as forças atuantes neste corpo deve ser nula. 
III. ( ) Um corpo rígido é aquele que possui deformações muito baixas a 
ponto de serem desprezadas. 
IV. ( ) A aceleração em um corpo que está em repouso deve ser nula para 
que os conceitos da estática sejam aplicados a ele. 
Resposta: F, V, V, V. 
 
6- O equilíbrio de forças é o conceito fundamental da estática dos corpos 
rígidos. É nele que a primeira de Newton é aplicada, pois, com a resultante dos 
carregamentos igual a zero, o estado de inércia do corpo permanece inalterado, 
onde se anteriormente ele estava em repouso, assim o manterá. 
 
Um corpo de massa 20 kg está apoiado em uma superfície plana 
horizontal, sem atrito, e é solicitado por dois carregamentos, conforme a figura. 
Considerando que sen60º = 0,866, cos60º = 0,5 e que a aceleração da gravidade 
local é de 10 m/s², analise as afirmativas a seguir: 
I. A componente horizontal da força F vale 50N. 
II. O valor do módulo da força F é de 200N. 
III. A força Normal recebe a contribuição da componente vertical da força 
F para equilibrar a força peso e possui magnitude maior que 120 N. 
IV. Se a força F estivesse a um ângulo de 30° com a horizontal, a força 
normal teria valor exato de 150 N. 
Resposta: I e IV. 
 
7- Leia o trecho a seguir: “Um ponto material encontra-se em equilíbrio 
desde que esteja em repouso, se originalmente assim estava ou em velocidade 
constante, se estava em movimento. Entretanto, o termo equilíbrio ficou muito 
ligado aos conceitos da estática, que é quando os corpos estão em repouso. 
Para manter o equilíbrio, é necessário que seja satisfeita a primeira lei de 
Newton, pela qual a força resultante que atua sobre um ponto material deve ser 
igual a zero”.Fonte: HIBBELER, R.C. Estática - Mecânica para Engenharia. São 
Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. (adaptado). 
 
Um corpo de massa m está sujeito a uma força F como mostra a figura. 
Se o corpo está apoiado na parede vertical e encontra-se em equilíbrio, isso 
ocorre devido à: 
Resposta: Força de atrito entre o corpo e a parede, que equilibra a força 
peso e a força F que se equilibra com a força normal. 
 
8- Leia o excerto a seguir: “A tendência de um corpo de se manter 
deslocando, uma vez iniciado o movimento, resulta em uma propriedade 
denominada inércia. Você usa essa propriedade quando sacode um pote de 
catchup que está quase acabando, movimentando o pote para baixo para forçar 
o molho descer até o bico de saída.”Fonte: YOUNG, H.D, FREEDMAN, R.A. 
Física de Sears & Zemansky: Volume 1 - Mecânica. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2015. (adaptado). 
Considerando essas informações e o conceito da primeira lei de Newton, 
pode-se afirmar que, no caso de uma pessoa estar inicialmente de pé em um 
metrô parado na estação e a seguir o mesmo começa a se movimentar, ela é 
“jogada” para trás porque: 
Resposta: Sua tendência era se manter em repouso e o metrô se 
movimentou abaixo dos pés da pessoa. 
 
9- Os vetores unitários podem ser aplicados com a hipótese da estática 
dos corpos rígidos acrescentada da hipótese de ponto material, que reduz o 
sólido a um único ponto no qual todas as forças são aplicadas a ele e o equilíbrio 
deve ser aplicado. 
 
Três fios estão presos no ponto X e são tracionados com as seguintes 
forças: 
a = 4î - 6ĵ + Ak̂, b = -5î + Bĵ - 7k̂ e c = Cî + 6ĵ - 5k̂, todas forças dadas em 
N. Considerando que o ponto X está em equilíbrio, analise as afirmativas a seguir 
e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) O valor de A para se ter o equilíbrio é de 10 N. 
II. ( ) O valor de B para se ter o equilíbrio é de 0 N. 
III. ( ) O valor de C para se ter o equilíbrio é de 1 N. 
IV. ( ) O módulo do vetor a vale 14 N. 
Resposta: F, V, V, V. 
 
10- Leia o excerto a seguir: “Quando um corpo A exerce uma força sobre 
um corpo B (uma ‘ação’), então o corpo B exerce uma força sobre o corpo A(uma ‘reação’). Essas duas forças têm o mesmo módulo e a mesma direção, 
mas possuem sentidos contrários. Essas duas forças atuam em corpos 
diferentes.”Fonte: YOUNG, H.D, FREEDMAN, R.A. Física de Sears & 
Zemansky: Volume 1 - Mecânica. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2015. 
(adaptado). 
Considerando essas informações, o enunciado da terceira lei de Newton 
e lembrando que as forças sempre surgem em pares de mesma natureza, 
analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) 
falsa(s). 
I. ( ) Em um corpo em repouso no plano horizontal, a força peso desse 
corpo é uma força de ação, enquanto a força Normal do plano é a reação a esta 
força. 
II. ( ) Quando estamos empurrando um móvel para a direita, recebemos 
uma força deste móvel para a esquerda. 
III. ( ) O movimento de andar de uma pessoa ocorre devido a uma força 
de atrito que empurra a pessoa para trás quando empurramos o chão para frente. 
IV. ( ) Um foguete se movimenta devido à reação da força de impulsão 
dada aos gases de escape de seu bocal. 
Resposta: F, V, F, V.