Questões Militares Comentadas sobre dinâmica em física

No dia 15 de junho de 2022, os bombeiros de Maringá-PR fizeram um treinamento na Catedral Basílica Menor Nossa Senhora da Glória. Com formato cônico de diâmetro de 38 metros e altura de 114 metros, sustentando uma cruz de 10m perfazendo um total de 124m, a Catedral é o 10° monumento em altura do mundo. Durante o treinamento, os bombeiros desciam com o auxílio de uma corda com os pés em contato com a parede externa da edificação, com velocidade constante. Sendo a massa de um deles 75kg e considerando a aceleração da gravidade no local 9,8m/s2 , determine a resultante das forças atuantes sobre o bombeiro durante a descida.

Nos parques de diversões, existem vários brinquedos que “desafiam a gravidade”, realizando loopings contidos em um plano vertical sem que os carros percam o contato com os trilhos e façam as manobras com toda segurança. Para tanto, é fundamental que a construção desses brinquedos leve em conta o desnível entre o ponto de partida dos veículos e o ponto mais alto do looping.
A figura representa o trecho de uma montanha russa em que um carrinho deverá percorrer o trilho, sem sofrer a ação de atritos ou da resistência do ar. O trilho está contido em um plano vertical e o looping circular tem raio R. 



(Desenho ilustrativo fora de escala) Fonte: Tópicos de Física – v.1 (página 345)

Se o carrinho partir do repouso do ponto A, é CORRETO afirmar que a relação entre o menor desnível h entre os pontos A e B e o raio R do looping para que ela consiga descrever toda a trajetória sem perder o contato com o trilho será de: 

Entre as situações ilustradas na figura precedente, aquelas cujo trabalho é nulo são 

    A figura anterior representa um objeto de peso P, em repouso em relação ao helicóptero, sendo transportado em equilíbrio estável e sustentado por um bombeiro, por meio de um sistema de polias, com uma força F. Considere que, nesse sistema, o atrito, o momento de inércia das polias e as massas das cordas e das polias sejam desprezíveis.

Nesse caso hipotético, a relação entre a força F aplicada pelo bombeiro e o peso P do objeto, em módulo, satisfaz a relação 

Um cilindro, com um êmbolo livre, e base de área 20 cm², contém um gás ideal à pressão de 1 atm e temperatura de 300 K. Uma fonte térmica fornece calor ao gás elevando a sua temperatura e fazendo com que o êmbolo seja empurrado para cima. Após um tempo, quando o gás já se encontra a uma temperatura de 375 K, uma pessoa aplica uma força F para baixo, a fim de manter o êmbolo em sua posição inicial:


Neste caso, a força que a pessoa necessita fazer é igual a: 

Uma chapa maciça e homogênea de zinco foi usada para construção determinada peça com as seguintes dimensões:


A peça, que sofre a ação da força peso, deverá ser equilibrada por uma única força F aplicada verticalmente para cima em direção paralela ao seu plano de modo que não rotacione. Sendo assim, a força F deverá ser aplicada à esquerda do ponto C a uma distância de, aproximadamente:

O poste de bombeiro, ou tubo de descida, é uma estrutura que une dois andares de um prédio por onde um bombeiro, para aumentar a eficiência de seu deslocamento, pode descer diminuindo o tempo de deslocamento quando se compara a uma escada convencional. Agarrado ao poste, o bombeiro desliza mantendo um atrito entre seu corpo e a estrutura, o que possibilita um controle de sua aceleração: 


Considere um bombeiro com 80 kg de massa que utiliza um desses postes para descer uma altura 12,5 metros entre dois andares, partindo do repouso e chegando ao solo em 2,5 segundos. Neste caso, considerando a aceleração da gravidade como 9,8 m/s², é correto afirmar que o somatório das forças de resistência que atuam sobre o bombeiro enquanto ele desce a estrutura corresponde a:

André precisa colocar uma máquina de lavar no terraço de sua casa, que está localizado a uma altura de 20 metros em relação ao nível da rua e, para fazer a instalação, precisa estar atento em escolher um modelo de máquina que trabalha com uma pressão mínima de entrada de água compatível com a que terá disponível no local. Entre as opções analisadas foram observados os seguintes modelos e seus respectivos valores de pressão mínima de entrada:

        Modelos de máquina             Pressão mínima de entrada de água

Máquina A                                          0,2 bar

Máquina B                                         0,3 bar

Máquina C                                         0,4 bar

Máquina D                                         0,5 bar

Máquina E                                         0,6 bar 

Sabendo-se que a densidade da água é 1 kg por litro e que a companhia de abastecimento de água fornece, ao nível da rua, uma pressão de entrada de água de 0,6 bar, dentre os modelos ofertados, qual(is) não terá(ão) prejuízo em seu funcionamento ao ser(em) instalado(s) no terraço de André?

(Considere 1 bar = 10⁶ Pa.)

Um bloco de massa m₁ que desliza sem atrito sobre uma mesa está ligado por um fio (de massa desprezível), que passa por uma polia (desprezar atrito), a uma bola de massa m₂ , como ilustrado a seguir. Nesse caso, a tensão no fio deve ser

Dois blocos idênticos são conectados por uma mola. O conjunto é suspenso, em repouso, desde o teto, como mostrado na figura a seguir. A mola quebra-se repentinamente. Imediatamente após a quebra da mola, qual é a aceleração no bloco superior?

Dois pêndulos estão ligados a uma mola de massa desprezível, como ilustrado a seguir. Os comprimentos dos dois pêndulos são idênticos, L, mas suas massas são desiguais, m₁ e m₂ . A distância inicial entre as massas é o comprimento de equilíbrio da mola, representada pela sua constante elástica k. Qual é a frequência normal deste sistema? 

Em mares, rios e lagos, são muito comuns incidentes que necessitam do trabalho de socorro dos bombeiros. Durante um resgate, um bombeiro de massa m está em um barco inicialmente parado. Ele salta da embarcação para a esquerda e imediatamente após o salto observa-se que o barco, de massa M, está se movendo para a direita com velocidade v. Considerando a Física, quanto trabalho esse bombeiro realizou durante o salto (tanto sobre seu próprio corpo quanto sobre o barco)? [Obs.: despreze toda e qualquer forma de atrito presente].

Um bloco de massa m escorrega por um plano inclinado à velocidade constante inicialmente de uma altura h acima do solo. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é µ . Durante o movimento de descida do bloco sobre o plano inclinado, determine a quantidade de energia dissipada.

Nas especificações de uma determinada bomba comercial atuando com 1 CV de potência tem uma vazão de 0,8 m³/h para um desnível de 50 m. Considere 1 CV = 735 W, e que a densidade da água é 1000 kg/m³, e g = 10 m/s².
Analise as afirmativas abaixo e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).
( ) A energia idealmente necessária para elevar água em um desnível de 50m em 1h a essa vazão da bomba é 400 kJ, ( ) A potência útil, associada ao trabalho para elevar a água apenas, é de 111 W. ( ) O rendimento da bomba é de cerca de 50%.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.

Um objeto de massa m está em movimento circular, deslizando sobre um plano inclinado. O objeto está preso em uma das extremidades de uma corda de comprimento L, cuja massa e elasticidade são desprezíveis. A outra extremidade da corda está fixada na superfície de um plano inclinado, conforme indicado na figura a seguir. O plano inclinado faz um ângulo o θ = 30° em relação ao plano horizontal. Considerando g a aceleração da gravidade e  o coeficiente de atrito cinético entre a superfície do plano inclinado e o objeto, assinale a alternativa correta para a variação da energia cinética do objeto, em módulo, ao se mover do ponto P, cuja velocidade em módulo é v_P, ao ponto Q, onde sua velocidade tem módulo v_Q. Na resolução desse problema considere  e . 

Um bloco de 4 kg se desloca em linha reta sobre uma superfície plana e horizontal, uniformemente retardado à razão de 7,5m/s². Considere g = 10m/s².
O módulo da força que a superfície de apoio exerce sobre ele é igual a 

Uma esfera de massa m, quando largada de um nível de potencial gravitacional A, pode chegar até o nível B de três maneiras diferentes: (I) cair livremente, (II) através de um pêndulo ou (III) por um plano inclinado.



Se V_(I), V(_II) e V(III) são, respectivamente, as velocidades com que (I), (II) e (III) chegam em B, é correto afirmar que

Um bloco, com 100 N de peso, está em repouso em uma ladeira de ângulo θ = 30º com a horizontal, conforme a figura abaixo. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico entre o bloco e a ladeira são, respectivamente, 0,2 e 0,1. Assim, de acordo com os dados apresentados, determine o menor módulo da força , paralela ao plano, que impede o bloco de deslizar ladeira abaixo e assinale a opção correta.

Dados: sen 30º = 0,500 ; cos 30º = 0,866  

Três blocos conectados (m₁, m₂ e m₃) através de cordas são puxados para a direita em uma mesa horizontal sem atrito por uma força de módulo T₃ = 12 N, conforme a figura abaixo. Assim, determine o módulo da tração T₂, considerando que m₁ = 5 kg, m₂ = 10 kg, m₃ = 15 kg, sabendo que as cordas possuem massas desprezíveis, e assinale a opção correta. 

Analise a figura a seguir.


O peso D de 2000 N e o contrapeso CG de 3000 N estão ligados a um motor elétrico M, como apresenta a figura acima. Determine a potência aproximada desenvolvida pelo motor M quando D está subindo com velocidade constante de 2,5 m/s e assinale a opção correta.