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A figura adiante descreve a trajetória ABMCD de um avião em um voo em um plano vertical. Os trechos AB e CD são retilíneos. O trecho BMC é um arco de 90° de uma circunferência de 2,5 km de raio. O avião mantém velocidade de módulo constante igual a 900 km/h. O piloto tem massa de 80 kg e está sentado sobre uma balança (de mola) neste voo experimental.
Adotando-se g = 10 m/s2 e π = 3, pergunta-se: a) Quanto tempo o avião leva para percorrer o arco BMC? b) Qual a marcação da balança no ponto M (ponto mais baixo da trajetória)?
a) a) 30 s; b) 2,8 · 103 N
b) a) 30 s; b) 1,4 · 103 N
c) a) 7,5 s; b) 1,4 · 103 N
d) a) 15 s; b) 1,4 · 103 N
e) a) 15 s; b) 2,8 · 103 N
f) não sei
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Questões Para o Saber

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Vamos resolver a questão passo a passo. a) Quanto tempo o avião leva para percorrer o arco BMC? O arco BMC é de 90° de uma circunferência com raio de 2,5 km. Primeiro, vamos calcular o comprimento do arco. O comprimento total da circunferência é dado por: \[ C = 2 \pi r = 2 \times 3 \times 2,5 = 15 \text{ km} \] Como o arco BMC é 1/4 da circunferência (90°), o comprimento do arco é: \[ L = \frac{15}{4} = 3,75 \text{ km} \] Agora, vamos converter a velocidade do avião de km/h para km/s: \[ 900 \text{ km/h} = \frac{900}{3600} \text{ km/s} = 0,25 \text{ km/s} \] Agora, podemos calcular o tempo para percorrer o arco: \[ t = \frac{L}{v} = \frac{3,75 \text{ km}}{0,25 \text{ km/s}} = 15 \text{ s} \] b) Qual a marcação da balança no ponto M (ponto mais baixo da trajetória)? No ponto M, o avião está em movimento circular e, portanto, a força que a balança mede é a força normal, que é a soma do peso do piloto e da força centrípeta. O peso do piloto é: \[ P = m \cdot g = 80 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 = 800 \text{ N} \] A força centrípeta é dada por: \[ F_c = \frac{m \cdot v^2}{r} \] onde \( v = 900 \text{ km/h} = 250 \text{ m/s} \) (convertendo para m/s) e \( r = 2500 \text{ m} \). Calculando a força centrípeta: \[ F_c = \frac{80 \cdot (250)^2}{2500} = \frac{80 \cdot 62500}{2500} = 2000 \text{ N} \] A força total que a balança mede no ponto M é a soma do peso e da força centrípeta: \[ F_{total} = P + F_c = 800 \text{ N} + 2000 \text{ N} = 2800 \text{ N} \] Portanto, a marcação da balança no ponto M é: \[ 2,8 \times 10^3 \text{ N} \] Conclusão: - a) 15 s; b) 2,8 · 10³ N A alternativa correta é e) a) 15 s; b) 2,8 · 10³ N.

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