Questões de Vestibular Comentadas sobre plano inclinado e atrito em física

Nas olimpíadas de inverno, dentre várias modalidades esportivas, há o salto com esqui, que consiste em esquiar por uma rampa íngreme e saltar o mais longe possível. A eslovena Ursa Bogataj foi a medalhista de ouro nas Olimpíadas de Pequim 2022, saltando 108 m. A distância alcançada pela desportista, nesse salto, é equivalente ao gramado do famoso estádio do Maracanã, no Rio de Janeiro, de uma ponta a outra.

Imagine que a eslovena recebe um novo desafio: saltar numa pista de esqui que liga dois picos, com as seguintes medidas da pista: comprimento de 800 m; inclinação θ = 30°; H = 100 m; h = 82 m. A desportista eslovena parte do repouso do pico mais alto, sem usar os bastões, em direção ao pico mais baixo, conforme mostra a imagem. 

Qual o valor do coeficiente de atrito dinâmico entre a neve e os esquis, para que a esquiadora pare, exatamente, no pico mais baixo? Considere cos 30° = 0,9

A figura mostra um bloco no ponto X. No trecho entre X e Y, não há atrito entre o bloco e a superfície e, no trecho entre Y e Z, a superfície encontra-se em um plano horizontal e é rugosa.



O bloco parte do repouso e desliza entre X e Y. A partir do ponto Y, a velocidade do bloco diminui até parar no ponto Z. O bloco leva 1,25 s para se deslocar entre os pontos Y e Z. Considerando a aceleração da gravidade constante e igual a 10 m/s², qual é o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície rugosa?

A figura mostra uma criança que desliza por uma rampa inclinada de um ângulo θ, em relação à direção horizontal, em um local em que a aceleração gravitacional vale 10 m/s².  

Considere que sen θ = 0,60, que cos θ = 0,80, que a criança partiu do repouso no ponto P e que, 3,0 segundos depois, passou pelo ponto Q, distante 18 m de P. O valor do coeficiente de atrito entre a superfície da rampa e a roupa da criança, suposto constante durante todo o deslocamento da criança, é

A força de atrito cinético entre a agulha e um disco de vinil tem módulo  = 8,0 10^-3 N . Sendo o módulo da força normal  = 2,0 x 10^-2 N , o coeficiente de atrito cinético, u_c , entre a agulha e o disco é igual a

Um corpo de peso igual a 10 N desce um plano inclinado que forma um ângulo θ com a horizontal. O corpo está sujeito a uma força de atrito cinético (Fat) de coeficiente igual a 0,30. Considere o valor da aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s² .

Assinale a alternativa que apresenta os valores corretos para a força normal e para a aceleração do corpo. Dados: sen θ = 0,60 e cos θ = 0,80

A figura mostra uma esfera que é solta sobre um plano inclinado e faz um ângulo α com a horizontal.


Considerando que as forças de atrito e de resistência do ar são desprezíveis, a velocidade

Duas forças horizontais atuam sobre um bloco material, uma força para a direita e uma força para a esquerda, como mostra a ilustração abaixo.

Desprezando-se o atrito, o valor e o sentido da força resultante sobre esse bloco são,  respectivamente,

Um corpo encontra-se em repouso sobre uma superfície plana, horizontal e muito lisa, praticamente sem atrito. A partir de um dado instante, aplica-se no corpo uma força . Após o corpo efetuar um deslocamento , cessa-se a aplicação da força .

Nessa situação, de acordo com

Um bloco A de massa 2,00 kg, abandonado do repouso a partir de uma altura H, desce um plano inclinado de declividade constante, como mostra a figura abaixo.
Ao chegar ao ponto P, ele colide com outro bloco B de massa 8,00 kg que se encontrava inicialmente em repouso. Assuma que a colisão seja perfeitamente inelástica, que as forças de atrito entre os blocos e a rampa sejam desprezíveis para todo o trajeto e que a aceleração da gravidade tenha módulo de 10 m/s2 . Sabendo que, após a colisão, a velocidade medida para os blocos A e B é de 1,00 m/s, de qual altura H, em metros, foi abandonado o bloco A?

Seja uma força desconhecida F, que é aplicada em um corpo de massa igual a 4,0 kg, localizado sobre um plano inclinado, fazendo um ângulo de 30^o com a horizontal, como na Figura. Esse corpo sobe com uma velocidade constante de 2,00 m/s ao longo do plano.


Calcule, em W, a potência fornecida pela força F ao longo da trajetória do corpo. Despreze todos os atritos e considere g = 10,0 m/s² .

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

Um veículo de 15000 N está seguro por um cabo leve, massa desprezível, sobre uma rampa muito lisa (sem atrito), como mostra a figura. O cabo forma um ângulo de 27º em relação à superfície da rampa, e a rampa ergue-se 37º acima da horizontal. Pode-se afirmar que a força de tração no cabo necessária para manter o carro em equilíbrio é de:
Considere: sen37° = 0,60; cos37° = 0,80 ; sen27° = 0,45 ; cos27° = 0,90 ; g = 10 m/s².

A figura mostra a visão superior de um carro, de massa 1200 kg, trafegando por uma pista horizontal e fazendo uma curva segundo a trajetória indicada. O trecho contido entre os pontos A e B é um arco de circunferência de raio R = 100 m e centro C.

Considerando que o trecho AB da trajetória é percorrido pelo carro em 5 s com velocidade escalar constante e que π = 3, a força de atrito que mantém esse carro na curva, nesse trecho, tem intensidade

No esquema mostrado na figura ao lado o caixote A , com 15N de peso, está posto em cima do suporte de aço B com 30N de peso. Uma parede impede que o caixote recue à esquerda além da posição indicada na figura. O suporte B possui formato de cunha triangular cujo ângulo α = 30º também é idêntico ao ângulo de inclinação do plano inclinado sob esses corpos. Determine que módulo da força horizontal  que mantém o sistema em equilíbrio estático. Desconsidere os efeitos do atrito.

Em corridas de Fórmula 1, é comum vermos os pilotos se aproximarem da parte interna de uma curva e optarem por uma trajetória tangente a essa. Nessa categoria de automobilismo, milésimos de segundos fazem a diferença. Portanto, quanto menor for o tempo para percorrer um trajeto, melhor será a performance. A figura apresenta a trajetória de um carro de Fórmula 1 percorrendo uma sequência de curvas, denominada de chicane, logo após uma longa reta. Para o piloto efetuar as curvas com maior segurança e melhor performance, ele deverá aumentar a força de atrito. Assim sendo, podemos deduzir corretamente que, ao iniciar a curva, ele deve procurar

<https://tinyurl.com/y3cm4e8a> Acesso em: 17/05/2019. Original colorido.

Numa viagem, Antônio teve seu automóvel imobilizado por falta de combustível, sendo necessário a utilização do serviço de guincho para remoção do automóvel de 1400 kg, no local onde a aceleração da gravidade é de 10 m/s². Sabendo que o automóvel foi puxado por um cabo de aço com aceleração constante de 0,5 m/s² sobre uma rampa com ângulo α de inclinação de 30º e supondo desprezível o atrito entre as rodas e a rampa inclinada, podemos afirmar que a força aplicada ao cabo para puxar o automóvel foi de: (Considere sen30º = 0,50 e cos30º = 0,86).

Na figura abaixo, um corpo de massa M desliza com velocidade constante sobre um plano inclinado que forma um ângulo θ com o plano horizontal.

Considere g o módulo da aceleração da gravidade e despreze a resistência do ar.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Quando o centro de massa do corpo desce uma altura h, os trabalhos realizados pela força peso e pela força de atrito entre corpo e plano são, respectivamente, ........ e ........ .

A Figura 2 mostra a junção de dois planos inclinados. Cada plano inclinado contém um bloco de massa m. Os blocos estão unidos por um fio que passa por uma polia. A polia e o fio são considerados ideais e o coeficiente de atrito estático entre os blocos e os respectivos planos é μ.

Assinale a alternativa que corresponde à situação de repouso dos blocos.

Um homem sustenta uma caixa de peso 1000 N, que está apoiada em uma rampa com atrito, a fim de colocá-la em um caminhão, como mostra a figura 1. O ângulo de inclinação da rampa em relação à horizontal é igual a θ₁ e a força de sustentação aplicada pelo homem para que a caixa não deslize sobre a superfície inclinada é , sendo aplicada à caixa paralelamente à superfície inclinada, como mostra a figura 2.

Quando o ângulo θ₁ é tal que sen θ₁ = 0,60 e cos θ₁ = 0,80, o valor mínimo da intensidade da força é 200 N. Se o ângulo for aumentado para um valor θ₂ , de modo que sen θ₂ = 0,80 e cos θ₂ = 0,60, o valor mínimo da intensidade da força passa a ser de