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22 - Uma criança, sentada à beira da piscina, brinca com seu carrinho, de controle remoto, sobre uma prancha de madeira que flutua nas águas tranqu...

22 - Uma criança, sentada à beira da piscina, brinca com seu carrinho, de controle remoto, sobre uma prancha de madeira que flutua nas águas tranquilas dessa piscina. A prancha tem massa M e comprimento L e inicialmente está em repouso em relação à criança. A partir de certo instante o carrinho, de massa m, que estava em repouso em relação à prancha, passa a realizar um movimento harmônico simples, em relação a um ponto fixo na terra, indo da extremidade A à extremidade B e, em marcha à ré, da extremidade B à extremidade A, num movimento unidimensional (paralelo à borda de comprimento L). Considere desprezíveis as dimensões do carrinho em relação ao comprimento da prancha, μ o coeficiente de atrito estático entre as rodinhas do carrinho e a prancha, g o módulo da aceleração da gravidade local e despreze o atrito entre a prancha e a água. A máxima frequência que o movimento do carrinho poderá ter, sem que o mesmo escorregue, deve ser igual a

a) 1/(2μg(M+m)/ML)
b) 1/(μgM/2(M+m)L)
c) 1/(2μgM/(M+m)L)
d) 1/(μg(M+m)/2ML)

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afa2023_prova_versao_a
24 pág.

Matemática,física,português,inglês Caetano Miele ProfessorCaetano Miele Professor

💡 1 Resposta

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A resposta correta é a letra d) 1/(μg(M+m)/2ML). Para que o carrinho não escorregue, a força de atrito estático deve ser maior ou igual à força centrípeta. A força centrípeta é dada por Fc = mω²L/4, onde ω é a frequência angular do movimento harmônico simples. A força de atrito estático é dada por Fa = μN, onde N é a força normal entre as rodinhas do carrinho e a prancha. A força normal é dada por N = (M+m)g/2. Igualando as duas forças, temos: μN = mω²L/4 μ(M+m)g/2 = mω²L/4 ω² = 2μg(M+m)/ML ω = √(2μg(M+m)/ML) A frequência do movimento harmônico simples é dada por f = ω/2π. Substituindo ω, temos: f = 1/(2π) * √(2μg(M+m)/ML) f = 1/(μg(M+m)/2ML)

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