Questões de Concurso Sobre dinâmica em física

Uma barra delgada e homogênea de massa m = 2 kg e comprimento L = 2 m gira horizontalmente em torno de um eixo vertical fixo, passando por uma de suas extremidades e perpendicular ao comprimento da barra, com uma velocidade angular de 3 rad/s. A energia cinética de rotação da barra é:

Um bloco A, de massa 6 kg, translada com velocidade inicial de 8 m/s ao longo de uma trajetória retilínea e horizontal, percorrendo uma distância de 3,75 m sobre uma superfície com coeficiente de atrito μ = 0,2. O bloco A então colide com um bloco B, de massa 2 kg, que estava inicialmente em repouso. Após a colisão, ambos os blocos se movem no mesmo sentido sobre uma superfície lisa (sem atrito), com o bloco A adquirindo uma velocidade de 4 m/s. Considere g = 10 m/s². Com base nas informações apresentadas, analise as assertivas abaixo: 
I. A energia cinética dissipada durante a colisão equivale a 18 J. 
II. O trabalho da força de atrito sobre o bloco A equivale a 192 J. 
III. O coeficiente de restituição da colisão é 5/6 . 

Quais estão corretas?

É muito comum nas aulas de Física modelarmos situações do cotidiano envolvendo análise de forças no movimento, desconsiderando atritos e massas de cabos e roldanas. Porém, em muitos desses casos, tais idealizações diminuem a possibilidade de fazermos previsões assertivas sobre os eventos e a quantificação das grandezas envolvidas. Um exemplo dessa situação pode ser visto na situação abaixo, em que se dispõe de dois blocos idênticos de massa 500 g e de uma roldana de massa 250 g e raio de 10 cm.



A fim de identificar a ocorrência de discrepâncias nas idealizações, são realizadas duas análises. Na primeira, chamada de caso 1, idealizamos um modelo no qual desconsideramos todos os atritos e não consideramos a massa dos cabos, nem a massa da roldana. Em uma segunda análise, caso 2, mesmo sem considerar a massa dos cabos e o atrito no eixo da roldana, para buscar maior aproximação com a realidade, passamos a considerar a massa da roldana e o atrito oferecido pela superfície de contato, admitindo que o coeficiente de atrito estático tem o mesmo valor do atrito cinético, com valor de u=0,1.
Dessa forma, é possível encontrar o módulo da tensão T no caso 1, aqui nomeada de T₁, e a tensão T no caso 2, nomeada de T₂. Qual a diferença entre T₁ e T₂? 

Durante uma atividade interdisciplinar, um professor de Educação Física e outro de Física procuram demostrar para os estudantes como a dinâmica está presente nos esportes. Para exemplificar, os docentes escolhem uma mesa de aero hockey, também conhecida mesa de hockey de ar. Os professores explicam para os estudantes que o sistema consiste numa mesa, com uma superfície composta por uma grande quantidade de furos por onde é mantido um fluxo de ar constante. Sobre a mesa, é possível deslizar um disco de plástico que, devido à saída de ar nos furos, acaba provocando um atrito praticamente nulo entre o disco e mesa. 



Diante dessa situação, o professor de Física aciona o fluxo de ar e coloca sobre a mesa dois discos de 50g, a fim de demostrar como ocorrem as colisões bidimensionais entre partículas, conforme a figura abaixo.



Para analisar uma colisão, o professor lança o disco 1 com uma velocidade de 2m/s, contra o disco 2 que está parado sobre a mesa. Após a colisão, o disco 1 desvia sua trajetória em 30°, provocando o movimento do disco 2, conforme a trajetória apresentada na figura da vista superior da mesa. Diante desse fato, desconsiderando o pouco atrito existente, qual é a conclusão possível a partir da realização do experimento?

Em um parque de diversões, as crianças divertem-se em um brinquedo em que elas escorregam por uma pista e caem na piscina, conforme a figura 2 abaixo:



Considerando que, para uma criança de 50kg, a pista oferece uma força de atrito de módulo constante dado por f= 273N e que do ponto O ao ponto P tem-se um arco de circunferência de raio r=1m, a velocidade horizontal v que a criança deve ter no ponto O, para perder o contato exatamente no ponto P, deve ter módulo de

Durante uma visita técnica a uma indústria, uma turma de Ensino Médio Integrado do IFSUL depara-se com uma linha de produção em que caixas são transladadas por uma longa esteira com uma pequena inclinação com a horizontal.



Percebendo ali uma oportunidade de relacionar o evento com os conteúdos trabalhados nas aulas de Física, o professor questiona os estudantes sobre quais as forças que estão envolvidas no fenômeno, considerando apenas a existência das caixas, da esteira e da Terra. Questionados ainda sobre como essas forças contribuem para o entendimento desse movimento, os estudantes tecem diversas afirmações, sendo que algumas delas estão transcritas abaixo.

I. Como as caixas deslocam-se sem escorregamento na esteira, que se move com velocidade constante, é possível afirmar que as forças atuantes nas caixas são: o peso, que é a interação da caixa com a Terra; a normal, que é a reação do peso; a força de atrito, que atua como uma força resistiva ao movimento.
II. Como as caixas deslocam-se sem escorregamento na esteira, que se move com velocidade constante, é possível afirmar que as forças atuantes nas caixas são: o peso, que é a interação da caixa com a Terra; a normal, que é uma interação de origem eletromagnética com a esteira; a força de atrito, que atua como uma força resistiva ao movimento.
III. Como as caixas deslocam-se sem escorregamento na esteira, que se move com velocidade constante, é possível afirmar que as forças atuantes nas caixas são: o peso, que é a interação da caixa com a Terra; a normal, que é uma interação de origem eletromagnética com a esteira; a força de atrito, que é responsável pelo movimento da caixa em relação aos estudantes.
IV. Como a esteira consegue deslocar as caixas, conclui-se que a força que a esteira faz nas caixas é maior que a força que elas fazem na esteira. Se tais forças se igualarem, a esteira não consegue deslocar as caixas.
V. Como a esteira consegue deslocar as caixas, conclui-se que a força responsável pelo movimento das caixas em relação aos estudantes é a força de atrito estático, considerando que não existe movimento entre as caixas e a superfície de contato com a esteira.
VI. Como a esteira consegue deslocar as caixas, conclui-se que a força responsável pelo movimento delas em relação aos estudantes é a força de atrito cinético, considerando que existe movimento entre as caixas e os estudantes.

Analisando as afirmações dos estudantes, é possível considerar que estão corretas apenas as opções

No prefácio da primeira edição do Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos de Filosofia Natural), o Principia, Isaac Newton afirma que é possível investigar as forças da natureza a partir da análise dos movimentos e, assim, generalizar um conjunto de regras que contribuirão para o entendimento de outros fenômenos. Essa construção conceitual é fruto da contribuição e da análise de diferentes proposições tecidas no decorrer da história do desenvolvimento do conhecimento científico.

A respeito dessas contribuições e proposições anteriores às Leis de Newton, podemos afirmar que 

A Física nos permite, por meio de diferentes modelos, entender e prever o comportamento de inúmeros eventos comuns em nossa vida. Uma dessas situações pode ser vivenciada quando um barco de pesca de duas toneladas, navegando pelas águas calmas de um lago, ao se aproximar do cais, desliga o motor, reduzindo assim sua velocidade devido à ação da força de arraste das águas.

Sabe-se que a velocidade inicial do barco era de 40km/h e que o módulo da força de arraste pode ser definida pela relação f=50v, em que v é a velocidade do barco. O tempo necessário para que a velocidade chegue a 20km/h, mantendo-se direção e sentido, será de

A Lei ação e reação proposta por Newton é marcada por:

De acordo com as leis de conservação das massas, o momento angular para um volume fixo depende da: 

Os princípios básicos de mecânica são fundamentais para a compreensão do funcionamento de máquinas e equipamentos. Eles se baseiam em leis físicas que regem o movimento e o equilíbrio dos corpos. De acordo com as Leis de Newton, a primeira lei afirma que: 

Um objeto de massa 5 kg está deslizando para baixo em um plano inclinado com um ângulo de 30° em relação à horizontal. O objeto está em movimento uniforme, o que indica que a força de atrito está equilibrando a componente da força gravitacional paralela ao plano inclinado.

Assinale a alternativa que mostre a magnitude da força de atrito que age sobre o objeto:

Duas crianças estão patinando em uma superfície lisa de gelo. A criança A empurra a criança B com uma força de 20 N. Desconsiderando o atrito entre os patins e o gelo, qual das alternativas a seguir descreve CORRETAMENTE a situação?

Assinale a alternativa CORRETA com respeito à segunda lei de Newton.

Uma bola que acabou de ser chutada é um corpo em movimento, que possui um tipo de energia, a cinética. Quando dois corpos estão na mesma velocidade, mas um corpo apresenta massa duas vezes maior que outro, isso significa que a energia cinética do primeiro corpo será:

As leis de Newton fundamentam a mecânica clássica, explicando o comportamento dos corpos em movimento e em repouso, enquanto os conceitos de trabalho, energia e potência permitem quantificar as interações e transferências de energia em sistemas físicos.
Sobre as forças, movimento, trabalho e energia, assinale a alternativa CORRETA.

Um bloco de pequenas dimensões, de massa igual a 0,25 kg, está se movendo em um trilho vertical, cujo perfil está representado na figura a seguir. Ele passa pelo ponto A do trecho horizontal do trilho com uma velocidade  de módulo igual a 4 m/s e consegue chegar, no máximo, ao ponto B a uma altura de 0,70 m.





Considere g = 10 m/s² .
O trabalho realizado pelos diversos atritos que se opõem ao movimento do bloco, enquanto ele se desloca de A até B, é igual a

O sistema mostrado na figura a seguir está em repouso. 

Os fios e as roldanas são ideais, todos os atritos são desprezíveis, as esferas têm massas iguais e os blocos têm massa m e m', sendo m > m`.

Se o fio que prende a esfera da esquerda à roldana se romper, os blocos passarão a deslizar sobre o piso horizontal para a direita e a tensão no fio que prende um ao outro se tornará igual a T. No entanto, se o fio que prende a esfera da direita à roldana se romper, os blocos passarão a deslizar para a esquerda e a tensão no fio, que prende um ao outro, se tornará igual a T`.

Essas tensões T e T` são tais que: 

O sistema mostrado na figura a seguir está em repouso.

Os fios e as roldanas são ideais, todos os atritos são desprezíveis, as esferas têm massas iguais e os blocos têm massa m e m', sendo m > m`.

Se o fio que prende a esfera da esquerda à roldana se romper, os blocos passarão a deslizar sobre o piso horizontal para a direita e a tensão no fio que prende um ao outro se tornará igual a T. No entanto, se o fio que prende a esfera da direita à roldana se romper, os blocos passarão a deslizar para a esquerda e a tensão no fio, que prende um ao outro, se tornará igual a T`.

Essas tensões T e T` são tais que: