Questões de Vestibular Sobre máquina de atwood e associação de blocos em física

O Pilates® tem como base um conceito denominado de contrologia, que consiste no controle consciente de todos os movimentos musculares do corpo. A execução das atividades pode ser feita tanto com poucos acessórios quanto com aparelhos constituídos de molas e roldanas que promovem um aumento na carga do exercício, possibilitando movimentos para vários grupamentos musculares. As constantes elásticas das molas utilizadas no método Pilates® são identificadas por cores: 128 N/m para a mola azul e 88 N/m para a mola amarela.
Adaptado de http://www1.fisica.org.br/fne/phocadownload/ Vol16-Num2/a05.pdf
Ao realizar uma determinada atividade utilizando apenas a mola amarela, duas alunas, Carolina e Fernanda, fizeram a seguinte solicitação para a instrutora:
Carolina: Está muito pesado! Por favor, diminua a carga. Fernanda: Está muito leve! Quero realizar o exercício com a maior carga possível.
Qual das ações propostas a seguir atende os objetivos das alunas?

Uma pessoa deseja levantar um bloco que se encontra parado e apoiado numa superfície plana e horizontal, como ilustram as figuras.



Em qual situação a pessoa faz mais força para levantar o bloco?

Dois blocos A e B de massas respectivamente iguais à mA e mB são ligados por uma corda de massa desprezível que passa por uma roldana fixa, tal como representado na figura. Considere que nessa situação não existem forças de atrito atuando no sistema.

O diagrama que representa corretamente as forças que atuam sobre o bloco A é

Atualmente um dos câmbios mais modernos utilizados na indústria automotiva é o cambio CVT (Continuosly Variable Transmission) onde a transmissão varia continuamente. O funcionamento básico consiste em duas polias cônicas ligadas por uma correia. Elas variam o seu diâmetro de acordo com a necessidade exigida pelo condutor. Se for necessária uma força maior, como por exemplo quando o veículo precisa vencer uma subida, a polia que liga o eixo de transmissão de torque às rodas fica com o diâmetro maior e a polia ligada à rotação do motor assume um diâmetro menor. O tempo TR corresponde a uma volta completa da polia maior e Tr refere-se ao tempo de uma volta completa da polia menor. Supondo-se que nesta situação a polia menor tem 2/3do diâmetro da polia maior, e que a correia que liga as duas polias não desliza, o tempo Tr necessário para que a polia menor dê uma volta completa é

A força tensora sobre uma corda e a sua densidade linear são aspectos relevantes para que se possa determinar o valor da velocidade de propagação de um pulso mecânico nesse meio. Na expressão abaixo, FT representa a força tensora na corda, µ a densidade linear do meio e v a velocidade de propagação do pulso na corda.

Para a situação de uma corda instalada, como mostra a figura abaixo, assuma que o comprimento de onda seja muito maior do que o deslocamento transversal máximo.


Considere que inicialmente uma força tensora de intensidade F esteja aplicada ao cabo, produzindo uma onda estacionária de frequência ƒ e comprimento de onda λ. Para se obter uma frequência três vezes maior para a onda na mesma corda, mantendo-se constante o seu comprimento de onda, seria necessário aumentar a massa do bloco _________, e o som produzido seria mais _________.

Dois corpos estão ligados, como na figura, sendo a aceleração do sistema igual a g/10, onde g é a aceleração da gravidade. O corpo 1, que está pendente, tem massa M. O corpo 2, que se move em uma mesa horizontal, tem massa 4M.

Calcule o coeficiente de atrito cinético entre o corpo 2 e a mesa.

Seja o sistema mostrado na figura. A caixa 2, de massa m₂ = 2,0 kg, está descendo com velocidade constante e igual a 1,5 m/s. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa 1 e a mesa que a sustenta é 0,4.

Qual é a massa da caixa 1, em kg?

Dado

aceleração da gravidade g = 10 m/s²

Na construção civil, é comum encontrarmos sistemas de roldanas empregados na realização de tarefas. Você precisa erguer uma caixa de argamassa até os andares superiores de um prédio em construção. Para isso, você utiliza uma corda e uma roldana que juntos suportam, no máximo, uma tensão de 600 N, para atender a essa exigência uma carga de 50 kg deverá ser elevada com uma aceleração máxima de:

Um motor com rendimento de 70% puxa um bloco de 50,0kg, que desliza com velocidade constante de 5,0m/s sobre o plano inclinado representado na figura.
Desprezando-se a resistência do ar, admitindo-se as polias e o fio como sendo ideais, o módulo da aceleração da gravidade, g = 10,0m/s2 , o coeficiente de atrito dinâmico, µd = 0,3, e sabendo-se que cos = 0,8 e sen = 0,6, a potência do motor, em kW, é igual a

Em uma atividade experimental, estudantes desenvolveram um teste para estimar o valor do coeficiente de atrito estático entre duas superfícies. O aparato experimental, que possui um corpo A apoiado em uma superfície horizontal e um corpo B suspenso é ilustrado na figura abaixo.

O teste consiste em determinar o coeficiente de atrito estático entre a superfície do corpo A e a superfície em que ele está apoiado e, para tal, o arranjo permite que a massa do corpo B, suspenso, seja alterada em intervalos de 0,05kg. Os estudantes apresentaram os dados experimentais na tabela abaixo:


Sabendo-se que o módulo da aceleração da gravidade é igual a 10m/s² e que a massa do corpo A é igual a 6,0kg, o valor estimado para o coeficiente de atrito estático é igual a:

Um experimento físico comumente usado para mostrar ondas estacionárias numa corda fixa nas duas extremidades é mostrado na figura abaixo. Consiste em um peso preso na extremidade de uma corda que passa por uma roldana; a outra extremidade da corda é presa a um oscilador mecânico que movimenta a corda para cima e para baixo em uma dada freqüência f. O comprimento L entre o oscilador e a roldana é fixo.

Podemos afirmar que

Um bloco de massa m = 4 kg é mantido em repouso, preso a uma corda de densidade linear de massa µ = 4 × 10^–3 kg/m, que tem sua outra extremidade fixa no ponto A de uma parede vertical. Essa corda passa por uma roldana ideal presa em uma barra fixa na parede, formando um ângulo de 60º com a barra. Considere que um diapasão seja colocado para vibrar próximo desse sistema e que ondas estacionárias se estabeleçam no trecho AB da corda.

Sabendo que a velocidade de propagação de uma onda por uma corda de densidade linear de massa μ, submetida a uma força de tração T, é dada por v = , que g = 10 m/s2 , que cos 60º = sen 30º = 0,5 e considerando as informações da figura, pode-se afirmar que a frequência fundamental de ondas estacionárias no trecho AB da corda é

Dois cubos de mesma densidade e tamanhos diferentes repousam sobre uma mesa horizontal e mantêm contato entre si por uma de suas faces. A aresta de um dos cubos mede o dobro da aresta do outro. Em um dado instante, uma força constante , horizontal, é aplicada sobre o cubo menor que, por sua vez, empurra o maior, conforme a figura a seguir.

Despreze todos os atritos. A razão entre o módulo de e o módulo da força de contato entre os cubos é

Observa-se que quatro passageiros, cuja massa total é de 300,0kg, comprimem 30,0cm as molas de um automóvel quando entram nele.
Sabendo-se que a massa do automóvel é 600,0kg, o período de vibração do automóvel carregado, em πs, é igual a

Analise as alternativas e assinale a correta.

Duas caixas de massa m₁ e m₂ são empurradas ao longo de uma superfície horizontal sem atrito por uma força horizontal de acordo com a figura abaixo. O módulo da força de contato entre as caixas é de:

Os blocos A e B de massas iguais a 10 kg e 20 kg, respectivamente, estão interligados por um fio leve e apoiados em um piso horizontal. O bloco B é puxado por uma força de 600 N. Desprezando o atrito, qual é a intensidade da força tensora no fio que une os blocos?

A Figura 3 mostra dois blocos de massa M e m, unidos por um fio ideal, suspensos por um sistema de polias ideais.

Assinale a alternativa que corresponde à condição de equilíbrio.

Um bloco A de massa 3,0 kg está apoiado sobre uma mesa plana horizontal e preso a uma corda ideal. Acorda passa por uma polia ideal e na sua extremidade final existe um gancho de massa desprezível, conforme mostra o desenho. Uma pessoa pendura, suavemente, um bloco B de massa 1,0 kg no gancho. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco A e a mesa são, respectivamente, µ_e = 0,50 e µ_c =0,20. Determine a força de atrito que a mesa exerce sobre o bloco A. Adote g = 10 m/s²

Três caixas são empurradas por uma força horizontal, de intensidade F, sobre uma mesa, conforme ilustrado na figura.                                                                                                         
Considere que o atrito entre as caixas e a mesa é desprezível, e que as intensidades das forças entre as caixas 1 e 2 é N₁ e entre as caixas 2 e 3 é N₂ . Nesse caso, a relação entre F, N₁ e N₂ é dada por