TC 01

TC DE FÍSICA – OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA
Professor: Edney Melo
ALUNO(A):
TURMA:
Nº
TURNO:
DATA:
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SEDE:
01. No sistema da figura, m1 = 1 kg, m2 = 3 kg e
m3 = 2 kg, e as massas das polias e das cordas são
desprezíveis. Calcule as acelerações a1, a2 e a3 das
massas m1, m2 e m3 e a tensão T da corda.
a) Num determinado instante, uma força horizontal
de 25 N é aplicada ao corpo do meio. Calcule a
aceleração de cada bloco.
b) Idem para uma força de 50 N.
04. Inicialmente o sistema de corpos mostrado na
figura é mantido sem movimento. Todas as
superfícies, polia e rodas são sem atrito. Seja F um
vetor nulo e suponha que m2 pode se mover apenas
verticalmente. No instante após ser solto o sistema
de corpos, encontre:
02. Uma esfera é sustentada na posição A através
de dois fios leves conforme a figura a seguir. O fio
horizontal é cortado e a esfera começa a oscilar
como um pêndulo, alcançando o ponto B. Qual a
razão entre a tensão no fio na posição B e na
posição A (antes do fio ser cortado)?
a) A tensão T no fio.
b) A aceleração de m2.
c) A aceleração de M.
d) A aceleração de m1.
05. Um pintor está sobre uma plataforma suspensa
por uma polia. Puxando a corda em 3, ele faz subir a
plataforma subir com aceleração g/4. A massa do
pintor é de 80 kg e da plataforma vale 40kg. Calcule
as tensões nas cordas 1, 2 e 3 e força exercida pelo
pintor sobre a plataforma.
03. Sejam três blocos, cada um com massa M = 5 kg
e em repouso sobre uma mesa, como mostra a
figura. Existe um coeficiente de atrito estático 0,2 e
cinético 0,1 para cada par de superfícies.
TC DE FÍSICA – OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA
10. Um cubo muito pequeno de massa m é colocado
dentro de um funil (veja a figura) que gira em torno
de um eixo vertical à taxa constante de ω revoluções
por segundo. A parede do funil forma um ângulo θ
com a horizontal. O coeficiente de atrito estático
entre o cubo e o funil é µc e o centro do cubo está à
distância r do eixo de rotação. Encontre (a) o maior
valor e (b) o menor valor de ω para o qual o cubo
não se moverá em relação ao funil.
06. Um trabalhador quer empilhar areia em uma área
circular em seu quintal. O raio do círculo é R.
Nenhuma areia deve sair para fora da área
determinada; veja a figura. Mostre que o volume
máximo de areia que pode ser estocado dessa
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maneira é πµeR /3, onde µe é o coeficiente de atrito
estático da areia com a areia. (O volume do cone é
Ah/3, onde A é a área da base e h é a altura.)
07. Um trem atravessa uma curva de raio de
curvatura igual a R a uma velocidade v. A distância
entre os trilhos é de 1 m. De que altura é preciso
levantar o trilho externo para minimizar a pressão
que o trem exerce sobre ele ao passar pela curva?
08. No sistema da figura, a bolinha de massa m está
amarrada por fios de massa desprezível ao eixo
vertical AB e gira com velocidade angular ω em torno
desse eixo. A distância AB vale ℓ. Calcule as tensões
nos fios superior e inferior. Para que valor de ω o fio
inferior ficaria frouxo?
11. Qual é a força horizontal F que deve ser aplicada
ao conjunto mostrado na figura de modo m1 não se
mova relativamente a M. Os dados são m1 = 5,0 kg,
m2 = 4,0 kg e M = 21 kg. Despreze os atritos.
09. Um bloquinho de massa igual a 100 g encontrase numa extremidade de uma prancha de 2 m de
comprimento e massa 0,5 kg. Os coeficientes de
atrito estático e cinético entre o bloquinho e a
prancha são, respectivamente, 0,4 e 0,35. A prancha
está sobre uma mesa horizontal lisa (atrito
desprezível).
12. Um balão de massa M, com ar quente, está
descendo verticalmente com uma aceleração a para
baixo. Que quantidade de massa deve ser atirada
para fora do balão, para que ele suba com uma
aceleração a (mesmo módulo e sentido oposto)?
Suponha que a força de subida devido ao ar
(empuxo) não varie em função da massa (carga de
estabilização) que ele perdeu.
a) Com que força máxima podemos empurrar a outra
extremidade da prancha para que o bloquinho não
deslize sobre ela?
b) Se a empurrarmos com uma força de 3 N, depois
de quanto tempo o bloquinho cairá da prancha?
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