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Conteúdo (Aulas 6 a 9): Polias ou Roldanas, Máquina de Atwood, Plano inclinado sem atrito e Elevadores.

Aula 6 : Aplicação das Leis de Newton - Polias ou Roldanas:36. (G1 - cftce 2007) A figura a seguir mostra um peso de 500 N sustentado por uma pessoa que aplica uma força F, auxiliada pelo sistema de roldanas de pesos desprezíveis e sem atrito. O valor do módulo da força F, que mantém o sistema em equilíbrio, vale, em newtons:

a) 50 b) 500 c) 1000 d) 25 e) 250

37. (ITA- Adaptada) O arranjo de polias da figura é preso ao teto para erguer uma massa de 24 kg, sendo os fios inextensíveis, e desprezíveis as massas das polias e dos fios. Desprezando os atritos, determine:

a) O valor do módulo da força necessário para equilibrar o sistema.

b) O valor do módulo da força necessário para erguer a massa com velocidade constante.

38. (Mack)

Um estudante quis verificar experimentalmente a vantagem mecânica obtida numa associação de polias, utilizada para equilibrar o peso de um determinado corpo de massa m. Dentre várias montagens, destacou duas, que se encontram ilustradas acima. Considerando as polias e os fios como sendo ideais e desprezando os pesos dos dinamômetros e dos suportes, a relação entre as intensidades das forças F1 e F2, medidas, respectivamente, em D1 e D2, é:

a) =

b) =

c) = 2

d) =

e)

1

2

FF

=

14

39. (PUCMG) A figura mostra um bloco, de peso igual a 700N, apoiado num plano horizontal, sustentando um corpo de 400N de peso, por meio de uma corda inextensível, que passa por um sistema de roldanas

consideradas ideais. O módulo da força do plano sobre o bloco é:

a) 1100 N b) 500 N c) 100 N d) 300 N e) 900 N 40. A figura a seguir representa um sistema composto por uma roldana com eixo fixo e três roldanas móveis, no qual um corpo R é mantido em equilíbrio pela aplicação de uma força F, de uma determinada intensidade.

Considere um sistema análogo, com maior número de roldanas móveis e intensidade de F inferior a 0,1% do peso de R.

O menor número possível de roldanas móveis para manter esse novo sistema em equilíbrio deverá ser igual a: a) 8 b) 9 c) 10 d) 11

41. (AFA) Dois corpos A e B, de massas 2,0 kg e 3,0 kg, estão ligados por um fio inextensível e sem peso, que passa por uma polia sem atrito, como mostra a figura ao lado. Calcule (adote g = 10 m/s² ): Para levantar um pequeno motor até determinada altura, um mecânico dispõe de três associações de polias:

Aquela(s) que exigirá (ão) MENOR esforço do mecânico é (são) somentea) I. b) II. c) I e III. d) II e III.

42. (FUVEST) Um sistema mecânico é formado por duas polias ideais que suportam três corpos A, B e C de mesma massa m, suspensos por fios ideais como representado na figura. O corpo B está suspenso simultaneamente por dois fios, um ligado a A e outro a C.

Podemos afirmar que a aceleração do corpo B será: a) zero

b) para baixo

c) para cima

d) para baixo

e) para cima

Aula 7 : Aplicação das Leis de Newton - Máquina de Atwood:

43. (OSEC) Dois corpos A e B, de massas 2,0 kg e 3,0 kg, estão ligados por um fio inextensível e sem peso, que passa por uma polia sem atrito, como mostra a figura ao lado. Calcule (adote g = 10 m/s² ):a) a aceleração dos corpos

b) a tração no fio que une os dois corpos

44. (UFSCAR) A figura 1 mostra um sistema composto de dois blocos, A e B, em equilíbrio estático e interligados por um fio inextensível de massa desprezível. A roldana pode girar livremente sem atrito.

Se o bloco A for totalmente imerso num líquido de densidade menor que a do bloco, como mostrado na figura 2, pode-se afirmar que

a) o bloco A descerá em movimento uniforme até atingir o fundo do recipiente quando, então, o sistema voltará ao equilíbrio estático.b) o bloco B descerá em movimento acelerado até que o bloco A saia totalmente do líquido quando, então, o sistema voltará a entrar em equilíbrio estático.c) o bloco B descerá em movimento acelerado até que o bloco A saia totalmente do líquido passando, então, a descer em movimento uniforme.d) o bloco B descerá em movimento uniforme até que a superfície do bloco A atinja a superfície do líquido passando, então, a sofrer uma desaceleração e parando quando o bloco A estiver totalmente fora do líquido.e) o bloco B descerá em movimento acelerado até que uma parte do bloco A saia do líquido passando, então, a sofrer uma desaceleração até atingir o equilíbrio estático.

45. (FEI) O corpo A, de massa mA = 1kg, sobe com aceleração constante de 3m/s2. Sabendo-se que o comprimento inicial da mola é L0 = 1m e a constante elástica da mola é K = 26 N/m, qual é o comprimento final da mola?

a) 1,2m b) 1,3m c) 1,4m d) 1,5m e) 1,6m

46. (UFC) A figura abaixo mostra dois blocos de massas m = 2,5 kg e M = 6,5 kg, ligados por um fio que passa sem atrito por uma roldana. Despreze as massas do fio e da roldana e suponha que a aceleração da gravidade vale g = 10 m/s2.

O bloco de massa M está apoiado sobre a plataforma P e a força F aplicada sobre a roldana é suficiente apenas para manter o bloco de massa m em equilíbrio estático na posição indicada. Sendo F a intensidade dessa força e R, a intensidade da força que a plataforma exerce sobre M, é correto afirmar que:a) F = 50 N e R = 65 N.b) F = 25 N e R = 65 N.c) F = 25 N e R = 40 N.d) F = 50 N e R = 40 N.e) F = 90 N e R = 65 N.

47. (MACK) No conjunto a seguir, de fios e polias ideais, os corpos A, B e C estão inicialmente em repouso. Num dado instante esse conjunto é abandonado, e após 2,0s o corpo B se desprende, ficando apenas os corpos A e C interligados. O tempo gasto para que o novo conjunto pare, a partir do desprendimento do corpo B, é de:

a) 8,0s b) 7,6s c) 4,8s d) 3,6s e) 2,0s.

48. (MACK) O sistema ao lado consiste de polias e fios ideais. Os corpos A e C têm massas iguais a 3kg cada um, e a massa de B é 4kg. Estando o corpo B ligado, por fios, aos corpos A e C, a aceleração com que ele sobe é de:Adote: g = 10m/s2

a) 5m/s2 b) 4m/s2 c) 3m/s2 d) 2m/s2 e) 1m/s2

49. (ITA) Dois blocos de massa M estão unidos por usa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. Com que força esse pequeno bloco de massa m pressionará o bloco sobre o qual foi colocado? (ver imagem)

a) 2mMg/(2M+m) b) mg c) (m-M)g d) mg/(2M+m) e) outra expressão.

Aula 8 : Aplicação das Leis de Newton – Plano Inclinado sem atrito.

50. (UECE) Uma criança desliza em um tobogã muito longo, com uma aceleração constante. Em um segundo momento, um adulto, com o triplo do peso da criança, desliza por esse mesmo tobogã, com aceleração também constante. Trate os corpos do adulto e da criança como massas puntiformes e despreze todos os atritos. A razão entre a aceleração do adulto e a da criança durante o deslizamento é a) 1. b) 2. c) 1/3. d) 4.

51. (IFCE) Dois blocos, A e B, cujas massas são mA e mB (mA < mB), unidas por uma barra de massa m muito menor que a massa de A, deslizam com atrito desprezível sobre um plano inclinado no laboratório, como mostra a figura ao lado. Sendo a resistência do ar desprezível nas condições desta experiência, é correto afirmar-se sobre a tensão na barra:

a) é nula. b) a barra está comprimida, sendo sua tensão proporcional a mB - mA. c) a barra está comprimida, sendo sua tensão proporcional a mB + mA. d) a barra está distendida, sendo sua tensão proporcional a mB - mA. e) a barra está distendida, sendo sua tensão proporcional a mB + mA.

52. (UFPR) O empregado de uma transportadora precisa descarregar de dentro do seu caminhão um balcão de 200 kg. Para facilitar a tarefa do empregado, esse tipo de caminhão é dotado de uma rampa, pela qual podem-se deslizar os objetos de dentro do caminhão até o solo sem muito esforço. Considere que o balcão está completamente sobre a rampa e deslizando para baixo. O empregado aplica nele uma força paralela à superfície da rampa, segurando-o, de modo que o balcão desça até o solo com velocidade constante. Desprezando a força de atrito entre o balcão e a rampa, e supondo que esta forme um ângulo de 30° com o solo, o módulo da força paralela ao plano inclinado exercida pelo empregado é:

a) 2000 N b) 1000 N c) 2000 N d) 1000 N e) 200 N 53. (UERJ) Um jovem, utilizando peças de um brinquedo de montar, constrói uma estrutura na qual consegue equilibrar dois corpos, ligados por um fio ideal que passa por uma roldana. Observe o esquema.

Admita as seguintes informações:

• os corpos 1 e 2 têm massas respectivamente iguais a 0,4 kg e 0,6 kg;• a massa do fio e os atritos entre os corpos e as superfícies e entre o fio e a roldana são desprezíveis.

Nessa situação, determine o valor do ângulo .

54. (UFU) Um bloco de massa M = 8 kg encontra-se apoiado em um plano inclinado e conectado a um bloco de massa m por meio de polias, conforme figura a seguir.

Dados: e

O sistema encontra-se em equilíbrio estático, sendo que o plano inclinado está fixo no solo. As polias são ideais e os

fios de massa desprezível. Considerando g = 10 m/s2, e que não há atrito entre o plano inclinado e o bloco de massa M, marque a alternativa que apresenta o valor correto da massa m, em kg.

a) b) c) 2 d) 4

55. (PUCMG) Um bloco de 5 kg e um bloco de 10 kg deslizam por um plano inclinado sem atrito. Pode-se afirmar que: a) ambos têm a mesma aceleração. b) o bloco de 5 kg tem o dobro da aceleração do bloco de 10 kg. c) o bloco de 10 kg tem o dobro da aceleração do bloco de 5 kg. d) a aceleração dos blocos depende da força normal do plano sobre eles.

56. (CFTMG) Três blocos A, B e C, de massas MA = 1,0 kg e MB = MC = 2,0 kg, estão acoplados através de fios inextensíveis e de pesos desprezíveis, conforme o esquema abaixo.

Desconsiderando o atrito entre a superfície e os blocos e, também, nas polias, a aceleração do sistema, em m/s2, é igual a a) 2,0. b) 3,0. c) 4,0. d) 5,0.

Aula 9 : Aplicação das Leis de Newton - ELEVADORES57. (Espcex (Aman)) Uma pessoa de massa igual a está dentro de um elevador sobre uma balança calibrada que indica o peso em newtons, conforme desenho abaixo. Quando o elevador está acelerado para cima com uma

aceleração constante de intensidade a pessoa observa que a balança indica o valor de

Dado: intensidade da aceleração da gravidade

a) b) c) d) e) 58. (Uece) Duas massas diferentes estão penduradas por uma polia sem atrito dentro de um elevador, permanecendo equilibradas uma em relação à outra, conforme mostrado na figura a seguir.

Podemos afirmar corretamente que nessa situação o elevador está a) descendo com velocidade constante. b) subindo aceleradamente. c) subindo com velocidade constante. d) descendo aceleradamente.

59. (UPF) A queda de um elevador em um prédio no centro de Porto Alegre no final de 2014 reforçou as ações de fiscalização nesses equipamentos, especialmente em relação à superlotação. A partir desse fato, um professor de Física resolve explorar o tema em sala de aula e apresenta aos alunos a seguinte situação: um homem de massa

está apoiado numa balança calibrada em newtons no interior de um elevador que desce à razão de

Considerando pode-se afirmar que a intensidade da força indicada pela balança será, em newtons, de: a) b) c) d) e)

60. (Unesp) Algumas embalagens trazem, impressas em sua superfície externa, informações sobre a quantidade máxima de caixas iguais a ela que podem ser empilhadas, sem que haja risco de danificar a embalagem ou os produtos contidos na primeira caixa da pilha, de baixo para cima.

Considere a situação em que três caixas iguais estejam empilhadas dentro de um elevador e que, em cada uma delas, esteja impressa uma imagem que indica que, no máximo, seis caixas iguais a ela podem ser empilhadas.

Suponha que esse elevador esteja parado no andar térreo de um edifício e que passe a descrever um movimento

uniformemente acelerado para cima. Adotando é correto afirmar que a maior aceleração vertical que esse elevador pode experimentar, de modo que a caixa em contato com o piso receba desse, no máximo, a mesma força que receberia se o elevador estivesse parado e, na pilha, houvesse seis caixas, é igual a

a) b) c) d) e)

61. (Uerj) Um elevador que se encontra em repouso no andar térreo é acionado e começa a subir em movimento uniformemente acelerado durante 8 segundos, enquanto a tração no cabo que o suspende é igual a 16250 N. Imediatamente após esse intervalo de tempo, ele é freado com aceleração constante de módulo igual a 5 m/s2, até parar. Determine a altura máxima alcançada pelo elevador, sabendo que sua massa é igual a 1300 kg.

62. (Uece) Um elevador parte do repouso com uma aceleração constante para cima com relação ao solo. Esse elevador sobe 2,0 m no primeiro segundo. Um morador que se encontra no elevador está segurando um pacote de 3 kg por meio de uma corda vertical. Considerando a aceleração da gravidade igual a 10m/s2, a tensão, em Newton, na corda é a) 0. b) 12. c) 42. d) 88. 63. (Ufla) Um bloco de 10 Kg está preso no teto de um elevador por meio de um cabo que suporta uma tensão máxima de 150 N. quando o elevador começa a subir, o cabo se rompe ao atingir a tensão máxima. Considerando g = 10 m/s2, é correto afirmar que, no momento da ruptura do cabo, a aceleração do elevador é: a) 15 m/s2 b) 5 m/s2 c) 10 m/s2 d) 25 m/s2

Gabarito:36. E37. a) F = 60N b) F = 60N38. D39. B

40. D41. C42. C43. a) a = 2 m/s2 b) T = 24 N44. C45. D46. D47. E48. D49. E50. A51. A52. D53. sen β = 1/354. A55. A56. B57. D58. D59. A60. C61. ∆S = 80 + 40 = 120 m 62. C63. B