Questões de Física - Plano Inclinado e Atrito para Concurso

Um bloco de massa “m” foi colocado em repouso sobre uma plataforma inclinável de ângulo variável, inicialmente em uma posição horizontal. A plataforma é acionada eletronicamente e se inclina com a taxa de 10° por minuto. Após um intervalo de 270 segundos, o bloco sai do repouso e começa a descer a plataforma. É possível afirmar que o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a plataforma é:

De acordo com o manual fornecido pelos fabricantes de carros, os pneus devem ser calibrados periodicamente, pois andar com pneus com uma pressão interna menor do que o recomendado pode ocasionar, além de diversos problemas, um aumento no consumo de combustível. Esse aumento no consumo de combustível pode ser explicado por:

Após ter problemas com o carro, José precisou empurrá-lo até um posto de gasolina para aguardar um guincho. Ele ficou surpreso ao perceber que, mesmo não conseguindo erguer um peso de 80 kg, tinha força suficiente para empurrar seu carro que estava parado e pesava mais de 800 kg. Após uma conversa com um amigo, que é professor de física, ele entendeu que empurrar aquele carro que estava parado exigia menos força do que levantar o peso de 80 kg, pois, para que o carro pudesse sair do repouso, era necessário apenas que ele exercesse uma força:

Um bloco foi colocado sobre uma tábua. A tábua foi inclinada até iniciar o movimento do bloco. Neste momento, o ângulo entre a tábua e o solo era igual a α, Figura 1. O coeficiente de atrito estático é igual ao coeficiente de atrito dinâmico. A tábua é mantida com o mesmo ângulo α. Em seguida, o bloco foi lançado a partir do solo a 2,8 m da base da tábua e chega após 0,5 s à base da tábua – Figura 2. Despreze o atrito entre o solo e o bloco e use a aceleração de queda livre igual a 9,8 m/s² . A distância percorrida pelo bloco, na tábua, até parar é, em cm:

Dado cos α = 0,6; sen α = 0,8; tg α = 1,3

A principal função do ABS ou Sistema Antitravamento de Frenagem é evitar que o carro pare bruscamente. Nos carros sem ABS, o condutor tem que alternar a força com que pisa no freio, senão o carro em alta velocidade tem as rodas travadas, mas segue derrapando por conta da inércia. Com ABS, o carro “mede sozinho” a força aplicada nas rodas e a controla. É como se o carro pisasse e soltasse o freio por conta própria. Segundo o especialista do Cesvi Brasil, Alessandro Rubio, o ABS proporciona uma redução da distância de frenagem de até 20% com relação a um carro sem o ABS, dependendo das condições do piso.
(Fonte: http://revista.pensecarros.com.br)
O sistema de freios ABS garante frenagens mais seguras, percorrendo distâncias menores até parar, quando comparadas aos sistemas tradicionais que causam travamento nas rodas, pois com a roda travada

Uma esfera está em repouso sobre uma mesa plana e horizontal. O valor da força de atrito estático máximo entre a esfera e a mesa vale 5 N. Aplicando uma força horizontal de 10 N nessa esfera, verifica-se que ela

Com poucos recursos no laboratório, o professor estimula a criatividade dos alunos e pede que eles determinem os coeficientes de atrito cinético e estático entre uma caixa e uma tábua (no formato de prancha). O procedimento consiste em colocar a caixa sobre a tábua e levantar lentamente a tábua por uma das extremidades. Quando o ângulo de inclinação for 28° com a horizontal, a caixa começa a deslizar, descendo pela tábua cerca de 2,4 metros em 4 segundos.

Dados:

g = 10 m/s² sen 28° = 0,47 cos 28° = 0,88

Qual o valor obtido do coeficiente de atrito cinético?

Observe a figura:





A figura mostra um bloco na eminência de escorregamento no plano inclinado, com ângulo θ. Sabendo que P é o peso do bloco e N é a força normal, o valor da força de atrito (Fat) entre o bloco e a rampa será de: 

Uma esfera sólida de raio R e peso P rola sem deslizar. Durante o movimento, o centro de massa da esfera tem uma velocidade linear de v₀. A energia cinética da esfera pode ser descrita por: (considere L_esfera=2MR²/5)

Considere um plano inclinado de ângulo θ, livre de atrito. Uma força de módulo F é capaz de manter no equilíbrio um corpo de peso P₁, apoiado sobre o plano, quando a mesma atua paralelamente à superfície do plano inclinado. Esta mesma força, se aplicada horizontalmente, é capaz de equilibrar outro corpo de peso P₂ colocado sobre o mesmo plano inclinado. Em relação ao módulo desta força, é correto afirmar que:

Um corpo de massa 10 kg é abandonado no repouso no ponto A e passa a deslizar com atrito constante, ao longo de um plano inclinado AB. Plano que forma um ângulo de 60° com o eixo vertical h, onde estão indicadas as alturas dos pontos em relação ao solo. A partir do ponto B, o bloco cai sem a ação de forças dissipativas atuando sobre ele até atingir o ponto C, no solo, conforme representado no desenho abaixo. O corpo toca o solo com uma velocidade de intensidade 19 m/s e o módulo da aceleração da gravidade é de 10 m/s². Considerando os dados numéricos do desenho, a intensidade da força de atrito que age no corpo, no trecho AB, é:

Dados: cos 60° = 0,50 e sen 60° = 0,87.

Desenho Ilustrativo – Fora de Escala

Nas viagens por rodovias, é possível perceber que algumas curvas são compensadas, ou seja, a rodovia é inclinada em relação à horizontal. A finalidade dessa compensação é diminuir o risco de derrapagem dos veículos, principalmente quando o atrito pode diminuir na situação de pista molhada. A seguir é ilustrado, de forma esquemática, um automóvel de massa m que trafega com velocidade de módulo constante e igual a V, e efetua uma curva compensada de raio R, com uma inclinação igual a θ. 





Considerando as informações do texto e da figura precedentes, julgue os itens a seguir e, se necessário, para efeitos de cálculo, considere que o veículo tenha dimensões desprezíveis.

I Quando o automóvel realiza a curva sem derrapar, o atrito entre os seus pneus e o piso da rodovia é do tipo estático.

II O ângulo θ para o qual a resultante centrípeta permita que o carro seja mantido na pista, sem a necessidade de atrito, é igual a arctan ( V² / R . g )

III Caso os atritos sejam desprezíveis, a velocidade que o veículo deverá ter para executar a curva será V = √ R.g.tanθ .

IV Caso a rodovia seja plana e horizontal (θ = 0º), é possível efetuar a curva desde que exista atrito entre os pneus do veículo e o piso da rodovia.
Assinale a opção correta.

Um eixo maciço possui dois trechos com diâmetros D e d, conforme representado na Figura. A tensão cisalhante máxima devida à torção é calculada pela expressão t = TR/J, onde J é o momento polar da seção transversal (J = π.R⁴/2).





Considere que o eixo está sob ação do torque T, e seus diâmetros estão na relação D/d = 1,2.
A relação entre as tensões cisalhantes t_A/t_B, atuantes nas superfícies dos dois trechos do eixo, nos pontos A e B, é

Uma força F atua no corpo mostrado na figura abaixo.

Sabendo que o coeficiente de atrito vale 0,2, e considerando a gravidade local como sendo de 10 m/ s², qual é a força F necessária para que se tenha uma força resultante de 120N?

Um plano inclinado faz um ângulo de 45° com a horizontal. Sobre esse plano, um bloco de massa 10 kg está em repouso.
Desse modo, o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano é igual a

Um corpo de massa m é abandonado sobre um plano inclinado com um ângulo Θ = 60° em relação à horizontal, como mostrado na Figura 5 abaixo, com um coeficiente de atrito cinético μ = 0,3. Seu centro de massa está a uma altura h acima da base do plano inclinado. Após descer o plano inclinado, o corpo entra em um loop de raio R = 2 m, onde a força de atrito é desprezível. Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e desconsidere a resistência do ar.


Qual é, aproximadamente, a menor altura h para que o corpo atinja o ponto mais alto do loop sem perder contato com ele? 

Observe a figura abaixo, que representa a roda dianteira da bicicleta de um ciclista. 

Para subir o degrau da rampa, o ciclista encosta a roda dianteira na quina do degrau e aplica uma força ao pedal para que a bicicleta avance. Um estudante de física resolve, então, calcular a força aplicada à roda dianteira para que a bicicleta avance sobre o degrau, considerando as seguintes variáveis: h como sendo a altura do degrau;   como a força aplicada à roda dianteira devido aos pesos do ciclista e da bicicleta; r como o raio da roda; e   como a força mínima aplicada para superação do degrau. 

A relação correta a ser encontrada por esse estudante é 

Uma superfície plana, articulada em uma de suas extremidades ao piso horizontal de uma sala, é mantida inclinada em relação ao piso por um calço vertical de altura h, como ilustra a figura.

Abandona-se um bloco sobre a superfície, sendo o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície igual a 0,25.

Para que o bloco permaneça em repouso, a distância x do calço à extremidade articulada ao piso deve valer, no mínimo,