Mecânica
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“Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes.”
Isaac Newton
Dinâmica
LISTA 20 – LEIS DE NEWTON IV – ELEVADORES E RESISTÊNCIA DO AR
01. (ESPCEX) Uma pessoa de massa igual a 80 kg está dentro de um elevador sobre uma balança calibrada que indica o peso em newtons, conforme o desenho a seguir. Quando o elevador está acelerado para cima com uma aceleração constante de intensidade a = 2,0 m/s2, a pessoa observa que a balança indica o valor de:
Dado: intensidade da aceleração da gravidade g = 10 m/s2
a) 160 N
b) 640 N
c) 800 N
d) 960 N
e) 1600 N
02. (UNESP) Observe a tirinha.
Uma garota de 50 kg está em um elevador sobre uma balança calibrada em newtons. O elevador move-se verticalmente, com aceleração para cima na subida e com aceleração para baixo na descida. O módulo da aceleração é constante e igual a 2 m/s2 em ambas situações. Considerando g = 10 m/s2, a diferença, em newtons, entre o peso aparente da garota, indicado na balança, quando o elevador sobe e quando o elevador desce, é igual a
(A) 50.
(B) 100.
(C) 150.
(D) 200.
(E) 250.
03. (UFSM-RS) A imagem mostra um exemplar de esquilo voador. Quando deseja descer ao solo saltando de uma árvore, ele abre suas pseudoasas, que atuam como um freio aerodinâmico e amortecem sua queda. Considerando que esse esquilo cai verticalmente com suas pseudoasas abertas, qual das alternativas a seguir descreve corretamente as características físicas desse movimento?
a) Durante a queda, o módulo da aceleração do esquilo aumenta até que sua velocidade terminal seja atingida, permanecendo constante a partir desse momento.
b) À medida que cai, o peso do esquilo diminui.
c) A resultante de forças experimentada pelo esquilo é constante e não nula durante a queda.
d) A força de resistência do ar é variável e equilibra o peso, quando a velocidade terminal é atingida.
e) A velocidade terminal do esquilo não depende da densidade do ar.
04. (UNESP) Algumas embalagens trazem, impressas em sua superfície externa, informações sobre a quantidade máxima de caixas iguais a ela que podem ser empilhadas, sem que haja risco de danificar a embalagem ou os produtos contidos na primeira caixa da pilha, de baixo para cima. Considere a situação em que três caixas iguais estejam empilhadas dentro de um elevador e que, em cada uma delas, esteja impressa uma imagem que indica que, no máximo, seis caixas iguais a ela podem ser empilhadas.
Suponha que esse elevador esteja parado no andar térreo de um edifício e que passe a descrever um movimento uniformemente acelerado para cima. Adotando g = 10 m/s2, é correto afirmar que a maior aceleração vertical que esse elevador pode experimentar, de modo que a caixa em contato com o piso receba desse, no máximo, a mesma força que receberia se o elevador estivesse parado e, na pilha, houvesse seis caixas, é igual a
(A) 4 m/s2.
(B) 8 m/s2.
(C) 10 m/s2.
(D) 6 m/s2.
(E) 2 m/s2.
05. (FUVEST) 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 Fa = – bv, sendo v a velocidade da partícula de poeira e b uma constante positiva. O gráfico mostra o comportamento do módulo da força resultante sobre a partícula, FR, como função do módulo de v.
O valor da constante b, em unidades de N.s/m, é
a) 1,0 x 10-14
b) 1,5 x 10-14
c) 3,0 x 10-14
d) 1,0 x 10-10
e) 3,0 x 10-10
06. (ENEM) Em um dia sem vento, ao saltar de um avião, um paraquedista cai verticalmente até atingir a velocidade limite. No instante em que o paraquedas é aberto (instante TA), ocorre a diminuição de sua velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do paraquedas, ele passa a ter velocidade de queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança. Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista, durante o seu movimento de queda?
07. (ENEM 2022) A balança de braços iguais (balança A) faz a medição por meio da comparação com massas de referência colocadas em um dos pratos. A balança de plataforma (balança B) determina a massa indiretamente pela força de compressão aplicada pelo corpo sobre a plataforma.
As balanças A e B são usadas para determinar a massa de um mesmo corpo. O procedimento de medição de calibração foi conduzido em um local da superfície terrestre e forneceu o valor de 5,0 kg para ambas as balanças. O mesmo procedimento de medição é conduzido para esse corpo em duas situações.
Situação 1: superfície lunar, onde o módulo da aceleração da gravidade é 1,6 m/s2. A balança A forneceu o valor m1, e a balança B forneceu o valor m2.
Situação 2: interior de um elevador subindo com aceleração constante de módulo 2 m/s2, próximo à superfície da Terra. A balança A forneceu o valor m3, e a balança B forneceu o valor m4.
Disponível em: http://fisica.tubalivre.com. Acesso em: 23 nov. 2013 (adaptado).
Em relação ao resultado do procedimento de calibração, os resultados esperados para a situação 1 e 2 são, respectivamente,
a) m1 = 5,0 kg e m2 < 5,0 kg; m3 = 5,0 kg e m4 > 5,0 kg.
b) m1 = 5,0 kg e m2 = 5,0 kg; m3 = 5,0 kg e m4 = 5,0 kg.
c) m1 < 5,0 kg e m2 < 5,0 kg; m3 = 5,0 kg e m4 = 5,0 kg.
d) m1 = 5,0 kg e m2 = 5,0 kg; m3 < 5,0 kg e m4 < 5,0 kg.
e) m1 < 5,0 kg e m2 = 5,0 kg; m3 > 5,0 kg e m4 = 5,0 kg.
08. Em um salto de paraquedas, a resistência do ar desempenha um papel fundamental e permite a seus praticantes saltar de grandes altitudes e chegar com segurança ao solo. O comportamento típico da magnitude da velocidade vertical (v) de um paraquedista, em função do tempo (t), é mostrado na figura.
Após o salto (t = 0), a velocidade vertical v do paraquedista aumenta e, depois de aproximadamente 20 segundos, atinge a velocidade limite v1 ≅ 50 m/s. Quando o paraquedas é aberto, a velocidade diminui rapidamente, atingindo uma nova velocidade limite v2 ≅ 7 m/s. Considerando g = 10 m/s2, analise as seguintes afirmações:
I. Desprezando-se a resistência do ar, um corpo qualquer em queda livre, partindo do repouso, após 20 segundos, teria velocidade v aproximadamente 4 vezes maior do que a velocidade limite v1.
II. Quando a velocidade limite v1 é atingida, o peso do paraquedista é igual à força de resistência viscosa exercida pelo ar.
III. A velocidade limite v2 com que o paraquedista chega ao solo é igual à velocidade vertical atingida por uma pessoa após um salto de uma altura de aproximadamente 5 metros.
De acordo com o texto e os seus conhecimentos, está correto apenas o que se afirma em:
A) I.
B) II.
C) III.
D) I e II.
E) II e III.
09. (UERJ) Um passageiro está no interior de um elevador que desce verticalmente, com aceleração constante a. Se a vale 1/5 da aceleração da gravidade, a razão entre a intensidade da força que o piso do elevador exerce sobre o passageiro e o peso do passageiro é igual a:
A) 5
B) 6/5
C) 1
D) 4/5
10. (UECE) Um pingo de chuva de massa m cai verticalmente sob a ação da gravidade e da força de atrito com o ar. Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a g. Se o pingo já atingiu a velocidade terminal constante, a força de atrito com o ar tem módulo igual a:
a) 4 m · g
b) m · g
c) 2 m · g
d) m · g/2
Respostas
1- D
2- D
3- D
4- C
5- E
6- B
7- A
8- D
9- D
10- B
