Exercícios Exemplo Exemplo Petrobras 2008 eng. de petróleo Dois corpos de massa m1 = 2 kg e m2 = 1 kg estão fixados às pontas de uma corda com massa e elasticidade desprezíveis, a qual passa por uma polia presa ao teto, conforme ilustra a figura ao lado. O atrito entre a corda e a polia é grande, de tal forma que a corda não desliza na polia. A polia é um cilindro rígido e homogêneo de massa igual a 2 kg, raio de 15 cm, altura de 5 cm e cujo atrito ao girar em torno de seu eixo é desprezível. Se g é o valor da aceleração da gravidade, então o módulo da aceleração dos dois corpos será dado por a) g/4 b) g/3 c) g/2 d) g. e) 2g Exemplo τ = I.α τ = (T1 – T2)R T1 – T2 = Ma/2 T1 – T2 = a T1 – 2g = -2a T2 – g = a T1 – T2 – g = - 3a a – g = - 3a 4a = g a = g/4 alternativa A Exemplo Exemplo q. 22, p. 74 2ª. Ed. A figura acima ilustra dois pequenos barcos que se movimentam com velocidades constantes, em trajetórias retilíneas e perpendiculares. Em um certo instante, os barcos A e B estão, respectivamente, a 4,0 km e a 3,0 km do ponto P, interseção das trajetórias. Qual a mínima distância, medida em quilômetros, entre os barcos A e B? a) 1 b) 2 c) 4 d) 2 e) 5 Exemplo Exemplo Exemplo Alternativa D Exemplo Exemplo Questão 14. p. 70 2ª.ed No transporte de uma carga, ela é pendurada a 20m de raio em relação ao eixo de um guindaste giratório. Considerando-se o movimento circular uniforme com uma velocidade tangencial de 0,2m/s e sabendo-se que a distância entre o ponto de carga e o da descarga é de 20 m, o menor tempo de transporte, em s, é de a) 141 b) 173 c) 209 d) 282 e) 360 Exemplo Alternativa c Exemplo Exemplo (PETROBRAS – Engenheiro de Petróleo – 2010) O enunciado a seguir refere-se às questões 1 e 2. Um ponto material realiza um movimento retilíneo. O arco da parábola mostrada acima corresponde ao gráfico da função horária da velocidade dessa partícula. 1. Sabendo que o ponto material inicia seu trajeto na posição S0 = 2 m, determine a sua posição, em metros, no instante t = 1 segundo. Exemplo Equação de parábola: Do gráfico: Então: a = 3 e b = 0 E Exemplo 1. Sabendo que o ponto material inicia seu trajeto na posição S0 = 2 m, determine a sua posição, em metros, no instante t = 1 segundo. S(1) = 13 + 2 = 3 m , alternativa B Exemplo 2. Qual a aceleração, em m/s², do ponto material no instante t = 1,5 segundo? a) 6,75 b) 7,50 c) 8,00 d) 8,25 e) 9,00 a = 6t a = 6.1,5 = 9 m/s2 Alternativa E Exemplo 3 Exemplo Questão 2. p. 64 2ª. Ed. Dado um corpo sobre um plano horizontal, um método experimental para a determinação do coeficiente de atrito estático consiste em inclinar gradualmente o plano até que o corpo fique na iminência de deslizar. Um corpo foi submetido ao experimento descrito acima e atingiu a iminência de movimento quando o plano fez 30° com a horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o corpo e o plano vale: a) b) c) d) e) 3 Exemplo Exemplo Exemplo Petrobras – Engenheiro(a) de Petróleo Júnior – 2012-31 Uma mola, sem massa, de constante K=5.000 N/m é comprimida a partir do repouso por uma distância x=2,0 cm. O trabalho, em J, realizado sobre a mola, durante a compressão, é A. B. C. D. E. 5.000 10 1,0 0,20 0,020 Exemplo Resolução O trabalho realizado sobre a mola é igual à variação da energia potencial elástica: Alternativa C. Exemplo Exemplo Petrobras 2012 – eng. de petróleo jr Exemplo Petrobras 2012 – eng. de petróleo jr τ = kx2/2 τ = 5000. (2.10-2)2/2 = 1 alternativa C Exemplo Exemplo Petrobras 2012 – eng. de petróleo jr Exemplo alternativa B Exemplo Exemplo Petrobras – Engenheiro(a) de Petróleo Júnior – 2012-30 Devido ao atrito, um bloco de madeira de massa 2,0kg desce um plano inclinado a 30° com a horizontal a uma velocidade constante 1,5m/s. Para um intervalo de tempo igual a 2,0 s, o impulso I (em kg m/s) e o trabalho W (em J) realizados pela força peso sobre o bloco são, respectivamente, Dado: g=10m/s² A.20 e 30 B.20 e 0 C.0 e 30 D.40 e 30 E.40 e 60 Exemplo Resolução Tempo=2s Pelo teorema da energia potencial, o trabalho do peso é a variação da energia potencial gravitacional: Exemplo A altura descida é a componente vertical da velocidade constante vezes o tempo. Exemplo A velocidade é constante e a massa também, portanto não há variação da quantidade de movimento, que é igual ao impulso. O teorema do impulso: Alternativa C. Exemplo Exemplo Petrobras 2012 - Engenheiro de Equipamentos - Mecânica - Questão 32 Atua sobre o aro de ferro da figura um torque, em relação ao eixo que passa pelo centro do aro, perpendicularmente ao plano formado pelo aro, cujo módulo é 5,0 Nm. O aro tem massa de 12,5 kg e raio de 20,0 cm. A aceleração angular desse aro, em rad/s2, é (A) 0,4 (B) 2,0 (C) 5,0 (D) 10,0 (E) 62,5 Exemplo Solução: Empregando a fórmula = Fb, essa fórmula pode ser empregada para a situação de força perpendicular à distância. Para essa situação a distância do ponto de aplicação da força, correspondente ao raio, sendo assim temos: 5 = F 0.2 F = 25N Exemplo Em seguida aplicando a segunda lei de Newton F = ma, temos : 25 = 12,5.a a = 2 m/s2 Para finalizar a aceleração angular é = a/r , substituindo valores temos que = 2/0,2 = 10 rad/s2 Alternativa (D). Exemplo Outra forma de solução: O torque pode ser escrito também como Onde I é o momento de inércia, calculado por Exemplo Para um arco o momento de inércia é Então Exemplo Exemplo Uma viga rígida de massa 24,0 kg e de comprimento 10m está equilibrada horizontalmente com a ajuda de cabos de tal modo que o ângulo θ entre o cabo A e a haste é de 60°, como mostra a figura. O bloco B de massa 5,0 kg está preso à extremidade dessa viga. Dados: Considere os cabos ideais e inextensíveis. g = 10,0 m/s²; = 1,4 = 1,7 A tração TA, em newtons, é (A) 170,0 (B) 200,0 (C) 290,0 (D) 340,0 (E) 441,2 Exemplo Solução: Redesenhando o sistema, já com o peso da barra considerado (caso a barra possua massa uniformemente distribuída): Exemplo Equacionando, para que a barra não sofra torques (T), ou seja, não rotacione em torno da origem: Como o torque é produto da força aplicada pela distância à origem e a tração TA possui apenas componente em y que provoca torque na barra: TA . sen(θ). 2.d – B. g. 2d – Pb . d = 0 Exemplo Aplicando os valores conhecidos e simplificando a distância (d), comum a todos os termos: TA = (5,0 . 10,0 . 2 +24,0 . 10,0)/2. sen 60° = 200 N Alternativa (B). Exemplo Exemplo Exemplo solução: ΔU = Q – W ciclo: ΔU = 0 W=Q W = 56,8 – 32,4 = 24,4 alternativa A Exemplo Exemplo Petrobras 2010 – eng. Petróleo jr. Exemplo Petrobras 2010 – eng. Petróleo jr. I e II em queda livre, tem mesmo tempo Em II, v é só em x, v0 em y = 0 Alternativa A Exemplo Exemplo Petrobras 2010 – eng. Petróleo jr. Exemplo Movimento uniforme : F resultante = 0 Força da gravidade é conservativa, o trabalho não depende do caminho, só da altura h, então são todos iguais. I - F = mg II - F = mg.sen60o = mg 3 2 III – uma polia móvel: F = mg/2 Alternativa D F = mg/2n n = número de polias móveis Exemplo Exemplo Exemplo solução: ângulo crítico x θc 10 sen θc = ½ x/h = ½ h = 2x h θc h2 = x2 + 102 4x2 = x2 + 100 3x2 = 100 x = 10/ diâmetro = + 20/ diâmetro = 23/ alternativa E Exemplo Exemplo Petrobras 2010 Engenheiro do petróleo jr i A B P D C i i 65) A figura acima ilustra três fios condutores retilíneos e suficientemente longos, dispostos sobre três distintas de um cubo imaginário. Os pontos A, B e C são os vértices de uma mesma face desse cubo, e P é o ponto médio entre A e B. Pelos três condutores, passam correntes elétricas de mesma intensidade e cujos sentidos estão representados na figura. O vetor campo magnético resultante, no ponto P, produzido por essas três correntes está melhor representado em Exemplo (a) (b) © (d) (e) Exemplo i A B P D C i Alternativa b i Exemplo Exemplo Petrobrás 2012 – Geofísico Jr Exemplo Solução: ΔV = - E.Δx ΔV = -25.2.10-4 ΔV = -5.10-3 V Alternativa B Exemplo Exemplo Q.15 p. 70 2ª. edição O circuito abaixo é muito utilizado para compensar possíveis flutuações de temperatura. Considerando que a resistência R é fixa e que Rtermico varia em função da temperatura, o valor da tensão VAB, medida em G, é tanto maior quanto: a) maior for Rtermico em relação a R b) menor for Rtermico em relação a R c) maior for Rtermico em relação a (R x R) d) mais próximo for (Rtermico x R) de (R x R) e) maior for a diferença de (Rtermico x R) em relação a (R x R) Exemplo Exemplo Alternativa A a) maior for Rtermico em relação a R Exemplo Exemplo Petrobras 2012 Engenheiro do Petróleo JR Exemplo Petrobras 2012 Engenheiro do Petróleo JR