forças particulares, polias, elevadores e plano inclinado — revisão

FÍSICA - 1o ANO
MÓDULO 08
FORÇAS
PARTICULARES,
POLIAS,
ELEVADORES E PLANO
INCLINADO — REVISÃO
Como pode cair no enem?
Um vagão, como o mostrado na figura abaixo, é utilizado para transportar minério de ferro
do interior de uma mina. Ele é puxado por um cabo de aço tracionado pelo motor que o arrasta.
Para controlar a velocidade de descida do vagão, um cabo de aço é amarrado a esse vagão
e a uma máquina que está na parte superior da rampa. Esse cabo aplica, no vagão, uma força
paralela à rampa e orientada para a máquina. Essa situação pode ser descrita em um diagrama
vetorial em que as forças aplicadas possuem as seguintes notações:
→
T - força do cabo sobre o vagão;
→
fa - força de atrito entre as rodas e o trilho;
→
P - peso do vagão com sua carga;
→
N - ação normal dos trilhos sobre o vagão.
Assinale a alternativa que melhor indica a orientação das forças citadas (não se preocupe
com os módulos dos vetores desenhados).
N
a)
T
N
T
b)
c)
fa
P
fa
P
N
T
fa
P
N
d)
T
fa
P
e)
N
T
fa
P
Fixação
→
→
1) Na figura a seguir estão representadas as forças F e G . Cada divisão do quadriculado corresponde a 1,0 N.
→
→
A intensidade da resultante de F e G vale:
a) 3,0 N
→
b) 4,0 N
F
c) 5,0 N
d) 6,0 N
→
1N
G
e) 7,0 N
1N
Fixação
2) Duas forças de intensidades 20 N e 50 N têm resultante de intensidade R igual a:
a) 70 N
d) 30 N ≤ R ≤ 70 N
b) 30 N
e) 20 N ≤ R ≤ 50 N
c) 40 N
Fixação
F
3) Em um trecho de uma estrada retilínea e horizontal, o velocímetro de um carro indica um4
valor constante. Nesta situação:
f
a
I) a força resultante sobre o carro tem o mesmo sentido que o da velocidade;
I
II) a soma vetorial das forças que atuam sobre o carro é nula;
I
III) a aceleração do carro não é nula.
I
Das afirmativas:
I
a) somente I é correta;
b) somente II é correta;
a
c) apenas I e II são corretas;
b
d) apenas I e III são corretas;
c
e) I, II e III são corretas.
Fixação
4) Um corpo se encontra submetido à ação de três forças de mesmo módulo, que entre si
formam um ângulo de 120°, duas a duas. Sobre a aceleração do corpo são feitas as seguintes
afirmativas:
I) ela tem valor que depende do módulo das forças;
II) sem conhecer o módulo das forças nada se pode afirmar sobre a aceleração;
III) não importa o módulo das forças, ela sempre valerá zero;
IV) o sistema proposto não admite resultante.
São verdadeiras:
a) Apenas III
d) Apenas II e IV
b) Apenas I e II
e) Apenas I
c) Apenas IV
Fixação
5) Um goleiro chuta uma bola com o máximo de força que lhe é possível em direção ao campo
adversário. Quais das seguintes forças estão sendo exercidas sobre a bola, desde o momento
em que perdeu o contato com o goleiro até antes de bater em qualquer outro obstáculo?
I) A força da gravidade.
II) Uma força que a impulsiona horizontalmente.
III) A força de resistência do ar.
a) apenas I
b) apenas I e II
c) I, II e III
d) apenas I e III
e) apenas II e III
Fixação
6) (PUC) Dois corpos estão presos às extremidades de um barbante que passa por uma polia,
como mostra o esquema da figura. Desprezando atritos, massa do barbante e massa da polia
e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, o módulo da aceleração do corpo
P, em m/s2, é igual a:
a) 1,3
b) 4,0
c) 5,0
Q
d) 10
e) 13
P mQ = 3,5 kg
mP = 1,5 kg
Fixação
F
7) O sistema indicado, em que as polias são ideais, está em repouso graças à força de atrito8
entre o corpo de 10 kg e a superfície de apoio, mas se encontra na iminência de se mover. c
Considere g = 10 m/s2 .
Podemos afirmar que o valor do coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície é:a
a) 0,2
b
10kg
b) 0,4
c
c) 0,02
d
4kg
6kg
d) 0,04
e
e) 0,5
Fixação
8) Considere-se sentado num dos bancos de um vagão de um trem em movimento, com velocidade constante. Num certo instante o trem é freado bruscamente.
Pode-se afirmar que você terá a tendência de continuar com o mesmo movimento devido:
a) ao princípio da ação e reação;
b) à ação de uma força que passa, então, a atuar sobre seu corpo;
c) à grande diferença entre a massa do trem e do seu corpo;
d) à força de resistência aplicada pelo ar sobre seu corpo;
e) ao princípio da inércia.
Fixação
9) As afirmativas abaixo referem-se às Leis de Newton.
I) As forças sempre existem aos pares: quando um corpo A exerce uma força FAB sobre um
corpo B, este exerce sobre A uma força igual e oposta.
II) Se nenhuma força resultante atua sobre um corpo, sua aceleração é nula.
III) Quando várias forças atuam sobre um corpo, cada uma produz independentemente sua
própria aceleração. A aceleração resultante é a soma vetorial das várias acelerações independentes.
Está(ão) correta(s):
a) Apenas I
d) Todas as três
b) Apenas II e III
e) Apenas II
c) Apenas I e II
Fixação
10) Para a verificação experimental das Leis da Dinâmica, foi montado o sistema da figura. Nele,
mo atrito é desprezado, e o fio e a polia são ideais. Os corpos A e B encontram-se em equilíbrio
quando a mola “ultraleve” M está distendida de 5,0 cm. A constante elástica desta mola é:
a) 3,0 . 102 N/m
3,0 kg
M
b) 2,0 . 102 N/m
B
-c) 1,5 . 102 N/m
d) 1,0 . 102 N/m
A
1,0 kg
e) 5,0 . 102 N/m
Fixação
P
11) Com o auxílio de uma mola ideal de massa desprezível (constante elástica k = 100 N/m),1
aplica-se uma força em um bloco (vide figura) cujo peso é 50 N, de modo a fazê-lo subir umap
rampa lisa, inclinada de 30°.
1
3 .
Dados: sen 30° = 0,5 e cos 30° = ––
2
Se o bloco sobe a rampa com velocidade constante, a distensão da mola, medida em
metros, é:
a) 0,20
→
F
b) 0,30
c) 0,15
d) 0,25
30º
e) 0,35
a
b
c
Proposto
,1) Um dinamômetro possui suas duas extremidades presas a duas cordas. Duas pessoas
puxam as cordas na mesma direção e sentidos opostos com força de mesma intensidade F =
100 N. Quanto marcará o dinamômetro?
a) 200 N
b) 0
c) 100 N
d) 50 N
e) 400 N
Proposto
2) Um dentista coloca uma borrachinha entre dois dentes de um paciente com o objetivo de
afastá-los um pouco. Considere as seguintes forças:
Feb= força do dente esquerdo sobre a borracha
Fdb= força do dente direito sobre a borracha
Fbe= força da borracha sobre o dente esquerdo
Fbd= força da borracha sobre o dente direito.
Enquanto a borracha estiver entre os dentes, é correto afirmar que:
a) Feb > Fbe
b) Fdb < Fbd
c) Feb = Fbe
d) força resultante sobre a borracha = Feb + Fdb
e) força resultante sobre o dente esquerdo = Feb + Fdb
Proposto
e3) Considere os dois blocos A e B, de massas mA e mB ligados por um fio ideal que passa por
duas polias ideais, como ilustra a figura. Sabendo-se que g = 10 m/s2 qual é a expressão do
coeficiente de atrito em função das massas, para que os corpos fiquem na iminência de entrar
em movimento?
A
B
Proposto
4) Um bloco de 40 kg está apoiado sobre um plano inclinado de 30° e sobe, sob a ação da força
paralela ao plano inclinado, com aceleração de 2 m/s2. O coeficiente de atrito cinético entre o
bloco e o plano vale 0,4. Adotando g = 10 m/s2 , sen 30° = 0,50 e cos 30° = 0,87, o valor de F
é, aproximadamente:
a) 180 N
b) 200 N
c) 280 N
→
F
d) 420 N
30º
e) 100N
Proposto
5) Uma força arrasta três blocos de massas m1, m2 e m3, ligados por cordas de massas deosprezíveis, sobre uma superfície sem atrito, produzindo uma aceleração a no sistema. São
escritas várias equações relacionadas com o estudo do movimento desses blocos:
m3
I) m1a = F – F1
II) m2a = F2 – F3
III) (m1 + m2) a = F – F3
IV) m3a = F3
V) (m1 + m2 + m3) a = F
Podemos afirmar que:
a) todas estão certas;
b) só I e V estão certas;
c) só V está certa;
d) somente I, IV e V estão certas;
e) somente II, III e IV estão certas.
→→
F4 F3
m2
→→
F2 F1
m1
→
F
Proposto
6) Fazendo compras num supermercado, um estudante utiliza dois carrinhos. Empurra o primeiro, de massa m, com uma força F, horizontal, que, por sua vez, empurra outro de massa
M sobre um assoalho plano e horizontal. Se o atrito entre os carrinhos e o assoalho puder ser
desprezado, pode-se afirmar que a intensidade da força aplicada sobre o segundo carrinho é:
a) F
MF
b) _____
m+M
F(m +M)
c) _______
M
L
d) __
2
e) outra expressão diferente.
Proposto
7) Três corpos, M, N e P, ligados a fios ideais que passam por roldanas, conforme mostra a
figura a seguir, são abandonados do repouso. Todos os atritos são desprezíveis e a aceleração
da gravidade nolocal vale g.
Logo após os corpos serem abandonados, o corpo P sobe com aceleração
a) g
g
b) ––
2
5,0 kg
M
superfície horizontal
N
P
10 kg
5,0 kg
g
c) ––
4
g
d) ––
5
g
e) ––
20
Proposto
8) Na figura abaixo, temos:
• M e N: corpos de mesma massa;
• f: fio inextensível, de massa desprezível;
• R: roldana de massa desprezível.
Desprezando todas as eventuais forças de atrito e considerando os corpos M e N, inicialmente em repouso, podemos afirmar corretamente que, após liberado o sistema, o corpo N:
R
f
M
α
f
N
horizontal
a) desce com velocidade constante;
b) desce com aceleração de módulo menor que 9,8 m/s2;
c) desce com aceleração de módulo maior que 9,8 m/s2;
d) sobe com aceleração de módulo menor que 9,8 m/s2;
e) sobe com velocidade constante.
Proposto
9) Nessa figura está representado um bloco de 2,0kg sendo pressionado contra a parede por uma força.
O coeficiente de atrito estático entre esses corpos vale 0,5 e o cinético vale 0,3.
Considere g = 10m/s2.
→
F
Se F = 50N, então a reação normal e a força de atrito que atuam sobre o bloco valem,
respectivamente:
a) 20N e 6,0N
b) 20N e 10N
c) 50N e 20N
d) 50N e 25N
e) 70N e 35N
Proposto
10) Os corpos A e B, de massas 8kg e 2kg respectivamente, sobem o plano inclinado a seguir
com aceleração constante de 1m/s2. Se o coeficiente de atrito cinético entre os blocos e o plano
inclinado é 0,5, então o módulo da força paralela ao apoio dos blocos e no plano da figura, vale:
Dados: g = 10m/s2; cos α = 0,8; sen α = 0,6
a) 140 N
B
b) 130 N
A
c) 120 N
→
F
d) 110 N
α
e) 100 N
Proposto
11) O bloco da figura ao lado pesa 100 N e deve permanecer em
repouso sobre um plano inclinado, que faz com a horizontal um ângulo
de 53°. Para tanto, aplica-se ao bloco a força , representada na figura,
→
paralela à rampa.
F
Considerando o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano
igual a 0,50, sen 53° = 0,80 e cos 53° = 0,60:
53º
a) Entre que valores de é possível o repouso do bloco?
b) Para qual valor de a componente força de atrito entre o bloco e o
plano se anula?
Proposto
12) As figuras mostram dois arranjos de polias, construídos para erguer um corpo de massa M
= 8 kg. Despreze as massas das polias e da corda bem como os atritos.
M
M
Calcule as forças FA e FB, em newtons, necessárias para manter o corpo suspenso e em
repouso nos dois casos.
Proposto
13) Dois blocos, A e B, de massas mA= 2,0kg e mB = 3,0kg, ligados por um fio, são dispostos
conforme o esquema, num local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s2. Desprezando
os atritos e considerando ideais a polia e o fio, a intensidade da força tensora no fio, em newtons, vale:
A
sen 30º = 0,50
cos 30º = 0,86
B
30º
a) zero
b) 4,0
c) 6,0
d) 10
e) 15
Proposto
14) Um caminhão transporta um bloco de ferro de 3000 kg, trafegando horizontalmente e em
linha reta, com velocidade constante. O motorista vê o sinal (semáforo) ficar vermelho e aciona
os freios, aplicando uma desaceleração de 3,0 m/s2. O bloco não escorrega. O coeficiente de
atrito estático entre o bloco e a carroceria é 0,40. Adote g = 10 m/s2.
a) Qual a força (O.G.) que a carroceria aplica sobre o bloco durante a desaceleração?
b) Qual é a máxima desaceleração que o caminhão pode ter para o bloco não escorregar?