Resolução De Vestibulares Unifesp

FÍÍSIICA

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Uma empresa de demolição utiliza um guindaste,

extremamente massivo, que se mantém em repouso e em

equilíbrio estável no solo durante todo o processo. Ao

braço superior fixo da treliça do guindaste, ponto O,

prende-se um cabo, de massa desprezível e inextensível,

de 10 m de comprimento. A outra extremidade do cabo é

presa a uma bola de 300 kg que parte do repouso, com o

cabo esticado, do ponto A.

Sabe-se que a trajetória da bola, contida em um plano

vertical, do ponto A até o ponto B, é um arco de

circunferência com centro no ponto O; que o módulo da

velocidade da bola no ponto B, imediatamente antes de

atingir a estrutura do prédio, é de 2 m/s; que o choque

frontal da bola com o prédio dura 0,02 s; e que depois

desse intervalo de tempo a bola para instantaneamente.

Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s2,

calcule, em newtons:

a) o módulo da força resultante média que atua na bola

no intervalo de tempo de duração do choque.

b) o módulo da força de tração no cabo no instante em

que a bola é abandonada do repouso no ponto A.

Resolução

a) Aplicando-se o teorema do impulso:

Ibola = ΔQbola

Fm . Δ t = m | ΔV |

Fm . 0,02 = 300 . 2,0

b)

1) Da figura:

cos θ= = 0,48

2) PN = P cos θ

PN = 3000 . 0,48 (N)

PN = 1440N

3) No ponto A, a velocidade é nula e a força cen trí -

peta também é nula.

Respostas: a) Fm = 3,0 . 104N

b) T = 1440N

Fm = 3,0 . 104N

4,8

–––

10

T = PN = 1440N

OBJETIVO 1 UNIFESP (2a. Fase) Conhecimentos Específicos — dezembro/2013

FISICA_UNIFESP_2F_2o dia 13/12/13 20:04 Page 1

UNIFESP (2a. Fase) Conhecimentos Específicos — dezembro/2013 2 OBJETIVO

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Em uma bancada horizontal da linha de produção de uma

indústria, um amortecedor fixo na bancada tem a função

de reduzir a zero a velocidade de uma caixa, para que um

trabalhador possa pegá-la. Esse amortecedor contém uma

mola horizontal de constante elástica K = 180 N/m e um

pino acoplado a ela, tendo esse conjunto massa despre -

zível. A caixa tem massa m = 3 kg e escorrega em linha

reta sobre a bancada, quando toca o pino do amortecedor

com velocidade V0.

Sabendo que o coeficiente de atrito entre as superfícies

da caixa e da bancada é 0,4, que a compressão máxima

sofrida pela mola quando a caixa para é de 20 cm e

adotando g = 10 m/s2, calcule:

a) o trabalho, em joules, realizado pela força de atrito que

atua sobre a caixa desde o instante em que ela toca o

amortecedor até o instante em que ela para.

b) o módulo da velocidade V0 da caixa, em m/s, no ins -

tante em que ela toca o amortecedor.

Resolução

a) 1) Fat = μ FN = μ m g

Fat = 0,4 . 30N = 12N

→ →

2) τat = | Fat | | d | cos 180°

τat = – 12 . 0,20 (J)

b) O trabalho do atrito é igual à variação da energia

mecânica do sistema:

τat = Ef – E0

τat =

– 2,4 = . (0,20)2– . V0

2

– 2,4 = 3,6 – 1,5V0

2

1,5V0

2 = 6,0

V0

2 = 4,0 ⇒

Respostas: a) τat = – 2,4J

b) V0 = 2,0 m/s

τat = – 2,4J

k x2 m V0

2

–––– – –––––

2 2

3,0

–––

2

180

––––

2

V0 = 2,0 m/s

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Um gás ideal passa pelo processo termodinâmico repre -

sen tado pelo diagrama P × V. O gás, que se encontrava à

temperatura