Questões de Concurso Comentadas sobre estática e hidrostática em física

Para medir o coeficiente de atrito estático entre a superfície de um bloco e uma rampa, faz-se a montagem esquematizada abaixo. Nela temos o bloco em repouso sobre a superfície da rampa que vai levantando lentamente até que o bloco fique prestes a se movimentar (iminência de movimento). Nessas condições, anota-se o ângulo de inclinação, o qual deverá estar relacionado com o coeficiente em questão.

Este ensaio foi feito para três blocos A, B e C de materiais diferentes, cujos ângulos de inclinação foram anotados, conforme a tabela abaixo.

Material	A	B	C
Ângulo	27°	30º	25º

Sendo µ_A, µ_B e µ_C, respectivamente, os coeficientes de atrito estático dos blocos A, B e C em relação à superfície da rampa, podemos afirmar que a relação entre eles é mais bem representada por:

A figura representa um esquema reduzido do sistema de freio hidráulico onde são representados o pedal, no qual é aplicada a força de intensidade F1, o cilindro de freio, para o qual é transmitida a força de intensidade F2 e as tubulações contendo um fluído de freio ideal. São também representadas as áreas dos êmbolos A1 e A₂ que são circulares cuja razão entre os raios, maior e menor, vale 3.

Nessas condições e desprezando quaisquer atritos, para F1 = 10 N, temos F2 igual a:

A talha exponencial, segundo o que contam, foi inventada por Arquimedes de Siracusa em, aproximadamente, 300 aC e representa um sistema de polias (roldanas) que tem como objetivo diminuir o esforço quando se deseja levantar corpos massivos ou, como se diz, corpos “pesados”. A figura representa este sistema, no qual consideramos os fios ou cordas utilizadas sendo inextensíveis, nas quais estão os pontos A, B e C.

(Recorte adaptado de http://materiacompleta.blogspot.com.br/2013/09/polias-ou-roldana.html.)

Sabendo que o peso P do bloco vale 1000N e, considerando desprezíveis todo e qualquer atrito, bem como as inércias dos fios e polias, podemos afirmar que as intensidades das trações correspondentes aos pontos A, B e C, são respectivamente:

Tomando como fundamento o princípio da conservação de energia, a velocidade que um carrinho atinge a base, quando desce de um escorregador de altura 10m, a partir do repouso e considerando a aceleração da gravidade local g = 10 m/s² e que 50% da energia se dissipe, tem intensidade de:

Na figura acima temos três corpos idênticos deslocando-se entre dois níveis. O corpo A cai livremente, o corpo B desce uma rampa e o corpo C desliza ao longo de um tobogã. Podemos afirmar sobre o trabalho (W) da força-peso dos corpos, desprezando as forças dissipativas em todos os movimentos, que:

O móvel da figura a seguir parte do repouso em uma superfície perfeitamente lisa. Por quanto tempo ele deverá manter-se com aceleração constante de 2 m/s no trecho OA no intuito de chegar no ponto B com velocidade nula ? Considere g = 10 m/s².

Uma prensa hidráulica tem dois pistões cilíndricos de diâmetros d₁ = 4 cm e d₂ = 20 cm, conforme figura abaixo.

Para sustentar uma carga F₂ ela deve ser acionada por uma força F₁ igual a

Os blocos M e N da figura abaixo possuem massas iguais de 10 kg cada. O coeficiente de atrito entre o bloco M e o plano inclinado vale μ = 0,25.

Dados:

g = 10 m/s²

sen θ = 0,60

cos θ = 0,80

A aceleração que o sistema adquire, em m/s², quando abandonado a partir do repouso, vale

Sobre uma mesa horizontal, o corpo A se desloca com velocidade constante, puxado por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana ideal.

Dados:

mA = 4,0 kg

mB = 1,0 kg

g = 10 m/s²

Nestas condições, a força de atrito que atua em A vale,

Três fios são usados para sustentar um peso P = 40 N em equilíbrio, como na figura abaixo.

Dados:

sen 53° = cos 37° = 0,80

cos 53° = sen 37° = 0,60

A intensidade da tração T₁ é

“Os Jogos Paralímpicos mostram que não há limites no corpo humano que impeçam grandes feitos e foi isso que a Rio 2016 comprovou, já na cerimônia de abertura do evento. O norte-americano Aaron Wheelz, cadeirante, desceu uma megarrampa erguida no Maracanã, passou por dentro de um círculo de fogos de artifício e deu início à solenidade, levando o público à loucura, no Estádio do Maracanã.” Disponível em: <http://agenciabrasil.ebc.com.br/rio-2016/noticia/2016-09/atleta-cadeirante-desce-em-mega-rampa-e-levanta-publico-no-maracana>. Acesso em: 06 out. 2016.

Suponha que em uma apresentação semelhante, o atleta com sua cadeira de rodas tenha uma massa total de 70 kg. Se o atleta parte do repouso de uma altura H de 11,25 metros acima da extremidade da rampa para saltos e deixa a rampa fazendo um ângulo de 30º com a horizontal, a altura máxima h do salto com relação à extremidade da rampa será aproximadamente: (Despreze os efeitos da resistência do ar e suponha que a rampa não tenha atrito. Use g = 10 m/s², e sin 30° = 0,5)

Imagem meramente ilustrativa. Suas dimensões não estão em escala.

Na figura abaixo se vê três blocos ligados por cordas que passam por polias sem atrito. Quando liberados, eles aceleram a partir do repouso. O bloco B está sobre uma mesa cujo coeficiente de atrito cinético é 0,4; O bloco A tem massa 0,5M, o bloco B tem massa M e o bloco C tem massa 1,5M. Para M = 2 kg e g = 10 m/s², imediatamente após a liberação dos blocos, o módulo da tensão da corda da direita, o módulo da tensão da corda da esquerda e o módulo da aceleração dos blocos são, respectivamente:

Imagem meramente ilustrativa. Suas dimensões não estão em escala.

Os pêndulos abaixo estão em perfeito equilíbrio.

O valor de x² corresponde a:

A Figura 1, a seguir, mostra um bloco preso a duas molas de mesma constante elástica K = 64 N/m associadas em série, podendo oscilar em MHS na vertical e com período de 4,8 s. Na Figura 2, o mesmo corpo é preso às mesmas duas molas, só que agora associadas em paralelo e também posto a oscilar em MHS verticalmente. Desprezando todas as forças resistentes, determine o período de oscilação na situação da Figura 2.

As figuras a seguir mostram um ou mais rígidos que podem girar em torno de um eixo fixo, onde r é a distância entre o ponto de aplicação da força F e o eixo fixo.

(I)

(II)

(III)

(IV)

(V)

Marque a opção correta em relação ao torque resultante (representado pela letra grega tau) mostrado nas figuras.

Para avaliar os conhecimentos de Física aplicados de forma interdisciplinar, foi pedido a um aluno do curso de Meio Ambiente do Instituto Federal que fizesse um desenho representando aquíferos e poços. O desenho é mostrado a seguir:

Figura: Adaptado de www.ufrrj.br/instituto/it/de/acidentes/agua1.htm. Acesso ern: 30 jul. 2019.

Com base no desenho feito pelo estudante, julgue qual das afirmativas a seguir está correta.

Na figura a seguir, uma viga uniforme de 50𝑁 suporta duas cargas, que pesam 500𝑁, com a outra carga a ser determinada:

Estando o apoio sob o centro de gravidade da viga e a carga de 500𝑁 a 1,2𝑚 do centro, podemos afirmar que o valor da carga 𝐹, para que o sistema fique em equilíbrio, é igual a:

Uma chapa é fixada a uma base por meio de três parafusos idênticos, com diâmetro ∅ = 22𝑚𝑚. A chapa sustenta uma estrutura cuja carga é igual a 𝐹 = 120𝑘𝑁, conforme indicado na figura a seguir:

Assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO da tensão média de cisalhamento nos parafusos:

A figura a seguir mostra o módulo do momento linear em função do tempo para uma partícula que se move ao longo de uma única direção:

Com base nestas informações, podemos afirmar que:

I. A partícula estava inicialmente em repouso.

II. A velocidade da partícula é constante nos intervalos de tempo B e D.

III. O módulo (intensidade) da força média aplicada é maior no intervalo de tempo A.

IV. A velocidade da partícula diminui no intervalo de tempo C.

Assinale a alternativa correta:

A figura a seguir mostra a posição em função do tempo de uma partícula que se move em uma única direção:

Com base nas informações contidas no gráfico, podemos afirmar que a partícula está em marcha-a-ré no intervalo de tempo que vai do instante correspondente do ponto: