Questões de Vestibular de Física - Plano Inclinado e Atrito

Um bloco de 2,0 kg é empurrado, a partir do repouso, por uma força de módulo 20 N sobre uma superfície horizontal sem atrito. A força atua obliquamente, fazendo um ângulo de 60^o com a horizontal.
Quanto tempo, em segundos, o bloco leva para percorrer 10,0 m?

Uma aplicação dos eletroímãs supercondutores é no trem de transporte levitado magneticamente, ou maglev. Esse trem usa o campo magnético gerado pelos eletroímãs para produzir forças de repulsão entre o trem e o trilho. Assim, ele flutua acima dos trilhos e pode atingir velocidades superiores a 300 km/h. HEWITT, P. Física conceitual. São Paulo: Artmed, 2002 (adaptado).
O maglev consegue atingir altas velocidades porque

Em uma freada de emergência, o atrito entre a estrada e os pneus primeiro aumenta até um valor máximo e, em seguida, diminui quando as rodas travam e os pneus começam a deslizar (derrapagem). WALKER, J. O circo voador da física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 2012 (adaptado).
Nessa situação, a velocidade do carro sofre uma

Objetos em queda sofrem os efeitos da resistência do ar, a qual exerce uma força que se opõe ao movimento desses objetos, de tal modo que, após um certo tempo, eles passam a se mover com velocidade constante. Para uma partícula de poeira no ar, caindo verticalmente, essa força pode ser aproximada por , sendo a velocidade da partícula de poeira e b uma constante positiva. O gráfico mostra o comportamento do módulo da força resultante sobre a partícula, F_R , como função de v, o módulo de .

O valor da constante b, em unidades de N_ˑs/m,

Note e adote:

O ar está em repouso.

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 .

Uma caixa, de massa m, é puxada por uma corda com uma força , horizontal e de módulo constante, sobre uma superfície horizontal com atrito, na superfície da Terra.

O número total de forças que atuam no conjunto (caixa, corda e Terra) é de

Uma caixa de massa 5,0 kg, sobre um piso horizontal, é puxada simultaneamente por uma força horizontal de 10 N e uma força vertical para cima de 20 N.

Sabendo-se que os coeficientes de atrito estático e cinético entre a caixa e o piso são iguais a 0,30 e 0,20, respectivamente, qual é o módulo da aceleração do bloco, em m/s² ?

Dados

g = 10 m/s²

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

Seja uma rampa móvel que é levantada ao mesmo tempo em que um corpo de massa 2,0 kg se move sobre ela. Na figura, estão mostrados os instantes inicial e final da trajetória. Dado que as velocidades inicial e final do corpo são nulas e que h = 1,5 m, calcule, em joules, o trabalho realizado pela rampa sobre o corpo.

Despreze todos os atritos e considere g = 10 m/s² .

Um corpo de massa 10 kg é abandonado do repouso num plano inclinado perfeitamente liso, que forma um ângulo de 30° com a horizontal, como mostra a figura. A força resultante sobre o corpo, é de: (considere g = 10 m/s² ). dados sen 30º = 0,500 e cos 30º = 0,866

Um trabalhador está puxando, plano acima, uma caixa de massa igual a 10kg, conforme indica a figura ao lado. A força de atrito cinético entre as superfícies de contato da caixa e do plano tem módulo igual a 6 N. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² , o cos 30,0° = 0,87, o sen 30,0° = 0,5, o cos 20,0° = 0,94 e o sen 20,0° = 0,34.


Após colocar a caixa em movimento, o módulo da força F que ele precisa aplicar para manter a caixa em movimento de subida com velocidade constante é aproximadamente igual a

Uma força de intensidade F aplicada horizontalmente em um corpo apoiado numa superfície perfeitamente lisa, imprime a este uma aceleração de 2 m/s². Se aplicarmos esta mesma força em um corpo com o dobro da massa do primeiro nas mesmas condições, qual será a aceleração adquirida por este novo corpo?

Considere um bloco metálico de peso P em equilíbrio sobre um plano inclinado com isolamento elétrico, conforme a figura.

Sabendo-se que a intensidade do campo elétrico é E, e desprezando-se a força de atrito entre o plano e o bloco, pode-se afirmar que o valor da carga elétrica que mantém o equilíbrio do bloco é dada pela relação

Um bloco de gelo com massa de 10,0kg desliza sobre uma rampa de madeira, partindo do repouso, de uma altura de 2,0m, conforme a figura.

Considerando-se o calor latente de fusão de gelo como sendo 80,0cal/g, 1cal igual a 4,0J e o módulo da aceleração da gravidade local, 10,0m/s² , e sabendo-se que o bloco de gelo chega à base da rampa com velocidade de módulo igual a 4,0m/s, é correto afirmar que a massa de gelo fundida é, aproximadamente, igual a

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

No laboratório de física do IFBA foi realizado um experimento que consiste em deixar um corpo cair de uma altura h, deslizando sem atrito, por um rampa de 160 cm de comprimento que forma ângulo α com a horizontal, conforme figura.


Os estudantes mediram várias vezes o intervalo de tempo gasto para o corpo percorrer distâncias entre posições fixas da rampa. Ao final conseguiram organizar os dados na tabela.


Aaltura h, em centímetros, da rampa é

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.

Um bloco com massa de 500,0g desloca-se sobre um plano horizontal de atrito desprezível. No ponto A, mostrado na figura, o bloco comprime uma mola de constante elástica 140N/m, que se encontra sobre uma superfície rugosa com coeficiente de atrito igual a 0,6.

Considerando-se a aceleração da gravidade com módulo de 10,0m/s² e sabendo-se que a compressão máxima da mola é de 10,0cm, a quantidade de movimento do bloco, no instante que atingiu a mola, em kg.m/s, era igual a

Um engenheiro, objetivando maior segurança para os usuários de uma rodovia, necessita transformar uma curva plana horizontal de raio R em uma curva inclinada, com inclinação θ em relação à horizontal e mesmo raio R. A nova curva deve ser projetada de tal forma a possibilitar que os automóveis trafeguem com a mesma velocidade máxima que trafegavam na curva plana horizontal, mas sem a necessidade de absolutamente nenhum atrito entre os pneus do automóvel e a superfície da rodovia para manter o automóvel na curva. Para tal, o engenheiro admite que o coeficiente de atrito estático entre os pneus dos automóveis que trafegam nessa rodovia e a superfície da mesma é igual a µ.
Sabendo que no local a aceleração da gravidade tem módulo g, o engenheiro deve projetar a curva inclinada com um ângulo q tal que