Questões de Concurso Sobre estática - momento da força/equilíbrio e alavancas em física

O desenvolvimento de ferramentas, cujo objetivo é melhorar a atividade laboral, acompanha o progresso tecnológico e civilizatório. Os dispositivos mais simples, que têm a função de modificar a intensidade ou a direção de forças aplicadas, são chamados de máquinas simples. Na figura a seguir, podemos observar alguns exemplos de máquinas simples. 





Essas máquinas são denominadas de alavancas e podem ser classificadas, respectivamente, como

Considere uma partícula puntiforme que se move sob a ação de uma força resultante variável, dada por 

no qual x representa a posição da partícula no referencial adotado, c = 6 Nm e F(x) está em Newtons. No instante t = 0 s, a posição da partícula é x = 0 m. O trabalho realizado pela força resultante, em Joules, sobre a partícula entre as posições c = 1 m e x = √3 m é igual a: 

Na Situação I da figura abaixo, um recipiente contém um líquido de massa específica pl . O recipiente possui um orifício em sua base por onde o líquido escoa. Na Situação II, o orifício foi fechado com um tampão de massa m e massa específica pt . 




Considerando que o líquido está em repouso e desconsiderando a influência da atmosfera sobre o sistema, a força necessária para remover o tampão equivale ao peso do tampão:

A Física está presente no cotidiano de todos e, em muitos casos, contribui para a segurança no trabalho e para a redução do risco de acidentes. Em uma situação rotineira na construção civil, uma escada está apoiada em dois pontos: a base, sobre um piso horizontal de cerâmica, e outro ponto, sobre uma parede vertical de alvenaria, conforme a figura.



Um trabalhador, com 80 kg, pretende subir até quatro metros e setenta centímetros de altura utilizando esta escada. Sabendo-se que a escada tem uma massa de 50kg e possui 6 metros de comprimento, que a parede não oferece um atrito a ser considerado junto à escada e que, para a segurança do trabalhador, o ângulo θ deve ser de, no mínimo, 70°, é possível estimar que o coeficiente de atrito entre a escada e o piso, para não haver escorregamento, deve ser de

forças, F₁ e F₂, aplicadas em pontos diferentes. A força F₁ é dada pelo peso de uma carga de massa 15 kg aplicada a uma distância de 2 metros do ponto de rotação, enquanto a força F₂=200N é aplicada a uma distância de 3 metros do mesmo ponto. Considerando que as forças estão agindo em sentidos opostos e perpendiculares ao braço de alavanca, assinale a alternativa que apresente o torque resultante em relação ao ponto de rotação: (Considere a aceleração gravitacional como g=10 m/s² ).

Para realizar uma limpeza na indústria, a operária precisou empurrar dois equipamentos que estavam encostados, conforme apresentado na imagem a seguir:

Ambos os equipamentos estavam apoiados sobre uma superfície horizontal, na qual o atrito pode ser desprezado. Para mudar os equipamentos de lugar, a operária aplicou uma força horizontal com 50 N de intensidade. Sobre o exposto, é correto afirmar que:

Após o expediente de trabalho, a professora notou que o pneu do seu carro estava furado. Para realizar a troca, ela utilizou a chave de roda e aplicou uma força de 60 N, perpendicular ao eixo, para criar um torque, conforme imagem a seguir: 

(Disponível em: https://www.minutoseguros.com.br/blog/passo-a-passo-de-como-trocar-pneu/. Acesso em: junho de 2014. Adaptado.) 

Considerando que a haste da chave de roda (braço de força) apresenta 50 cm, o torque será de: 

O princípio fundamental que justifica a capacidade das máquinas pesadas de executar trabalho reside em um conceito básico da física mecânica. Assinale a alternativa que indica esse princípio.

Durante uma atividade experimental, os alunos precisam calcular a força necessária para mover um objeto em diferentes superfícies. Avalie as afirmativas abaixo:

1. A inércia é a tendência de um corpo em manter seu estado de movimento ou repouso, a menos que uma força externa atue sobre ele.

2. O peso de um objeto é a força gravitacional exercida sobre ele, sendo diretamente proporcional à sua massa e à aceleração da gravidade.


3. A força necessária para mover um objeto é maior em uma superfície lisa do que em uma superfície áspera, devido à menor resistência ao movimento.

4. A massa de um objeto é a quantidade de matéria que ele contém, independente da gravidade.

5. A aceleração de um objeto em queda livre é constante, independentemente de sua massa, devido à força da gravidade.

Alternativas:

Os pêndulos abaixo estão em perfeito equilíbrio.

O valor de x² corresponde a:

Um trabalhador precisa levantar uma carga de 20 kg de uma altura de 0,5 metros do chão até uma prateleira a 1,5 metros de altura. Considerando a utilização de uma alavanca de classe 1 com um ponto de apoio localizado a 0,2 metros da carga e um esforço aplicado a 0,8 metros do ponto de apoio.

Qual será a força necessária para levantar a carga de maneira segura?

A imagem abaixo mostra um casal de amigos brincando em uma gangorra, em que o ponto de apoio não está no seu centro.


Mesmo não sendo uma gangorra tradicional, é possível que haja equilíbrio estático e horizontal, como apresentado no esquema, desde que 

Seja a equação abaixo:

Essa equação indica que a força aplicada a um objeto é igual ao produto de sua massa e sua aceleração. Em termos mais simples, isso significa que um objeto sujeito a uma força resultará em uma aceleração proporcional à força e inversamente proporcional à massa. Esta é a: 

Uma barra plana de peso desprezível tem o comprimento de 10 m e está simplesmente apoiada em dois suportes, nos pontos A e B, que distam 6 m entre si e que a mantém na posição horizontal. Uma das suas extremidades está apoiada em A, e a outra está presa a uma mola ideal vertical fixa no teto de constante elástica igual a 25 N/m, conforme representado no desenho abaixo. Um menino de peso 400 N caminha sobre a barra a partir do ponto B em direção à extremidade presa à mola. Quando o menino está à máxima distância D do ponto A, sem que a barra gire, a elongação da mola é de 40 cm. O valor da máxima distância D é

Desenho Ilustrativo – Fora de Escala

Um sistema é constituído por quatro objetos P₁, P₂, P₃ e P₄ de massas respectivamente iguais a M₁ = 5 kg, M₂ = 10 kg, M₃ = 15 kg e M₄ = 20 kg, localizados em um plano cartesiano xy, respectivamente, nas coordenadas

P₁ (−20,10), P₂ (20,0), P₃ (30,10) e P₄ (5,15), dadas em metros.

As coordenadas do Centro de Massa desse sistema são, em metros,