Arquivos Força Peso - Educacional Plenus

UNICAMP 2024 – Questão 38 (1ª Fase)

Guimarães — Sat, 04 Nov 2023 01:31:38 +0000

Um corpo em queda nas proximidades da superfície terrestre sofre a ação da força gravitacional e da força de resistência do ar, $$\vec{F_{ar}}$$; essa última atua em sentido oposto à força gravitacional. Nos primeiros instantes, $$\vec{F_{ar}} \simeq \vec{0}$$ se o corpo parte do repouso. À medida que a velocidade aumenta, $$\vec{F_{ar}}$$ também aumenta. Com isso, a aceleração do corpo diminui gradativamente, tornando-se praticamente nula a partir de certo momento. Desse ponto em diante, o corpo passa a cair com velocidade constante, chamada de velocidade terminal. Um objeto de massa m = 200 g é solto a partir de certa altura e atinge a velocidade terminal após determinado tempo. Qual é o módulo da força de resistência do ar depois que o objeto atinge a velocidade terminal?

a) 0,20 N.
b) 2,0 N.
c) 200 N.
d) 2000 N.

Solução:

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Unicamp 2023 – 1ª Fase – Q. 33

Guimarães — Tue, 08 Nov 2022 18:43:01 +0000

A pele humana detecta simultaneamente, com uma sensibilidade que sistemas artificiais não conseguem reproduzir, vibrações, forças estáticas, textura e escorregamento de objetos sobre sua superfície. Sensores tácteis que apresentassem respostas análogas à pele humana seriam muito desejáveis. A figura a seguir ilustra um modelo simples, utilizado no estudo da resposta da pele humana. Na referida figura, estão representados o peso $$\vec{P}$$ do bloco, a força normal $$\vec{N}$$, a força de atrito $$\vec{f}_{ac}$$ aplicada pela superfície da pele no bloco de massa m e uma força externa $$\vec{F}$$ aplicada na mola. A constante de mola é k = 10 N/m, e a massa do bloco é m = 4 g. Na iminência de movimento, a deformação da mola é ∆x = 3 mm em relação ao seu comprimento de equilíbrio. Qual é o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a pele?

a) $$8,8\times 10^{-7}$$.
b) $$1,1\times 10^{-6}$$.
c) $$7,5\times 10^{-1}$$.
d) $$1,3\times 10^{0}$$.

Solução:

Gabarito: letra C.

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ENEM 2019 – Q.117 (Prova Amarela) – Ciências da Natureza

Guimarães — Mon, 25 Jul 2022 22:07:43 +0000

Slackline é um esporte no qual o atleta deve se equilibrar e executar manobras estando sobre uma fita esticada. Para a prática do esporte, as duas extremidades da fita são fixadas de forma que ela fique a alguns centímetros do solo. Quando uma atleta de massa igual a 80 kg está exatamente no meio da fita, essa se desloca verticalmente, formando um ângulo de 10° com a horizontal, como esquematizado na figura. Sabe-se que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s², cos(10°) = 0,98 e sen(10°) = 0,17.

Qual é a força que a fita exerce em cada uma das árvores por causa da presença da atleta?

a) $$4,0\cdot 10^{2}\, N$$
b) $$4,1\cdot 10^{2}\, N$$
c) $$8,0\cdot 10^{2}\, N$$
d) $$2,4\cdot 10^{3}\, N$$
e) $$4,7\cdot 10^{3}\, N$$

Solução:

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Unesp 2012 – 1ª Fase – Q. 81

Guimarães — Mon, 18 Jul 2022 21:45:18 +0000

Uma pequena esfera de massa m, eletrizada com uma carga elétrica q > 0, está presa a um ponto fixo P por um fio isolante, numa região do espaço em que existe um campo elétrico uniforme e vertical de módulo E, paralelo à aceleração gravitacional g, conforme mostra a figura. Dessa forma, inclinando o fio de um ângulo θ em relação à vertical, mantendo-o esticado e dando um impulso inicial (de intensidade adequada) na esfera com direção perpendicular ao plano vertical que contém a esfera e o ponto P, a pequena esfera passa a descrever um movimento circular e uniforme ao redor do ponto C.

Na situação descrita, a resultante das forças que atuam sobre a esfera tem intensidade dada por

(A) (m · g + q · E) · cos θ.
(B) (m · g – q · E · √2 ) · sen θ.
(C) (m · g + q · E) · sen θ · cos θ.
(D) (m · g + q · E) · tg θ.
(E) m · g + q · E · tg θ.

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Solução:

A força resultante sobre a carga é Tx, pois as forças Ty, força elétrica e peso se cancelam. Primeiro precisamos encontrar a tração igualando as forças do eixo y.

$$T_{Y} = F_{el} + P \longrightarrow T cos (\theta) = E\cdot q + m\cdot g \longrightarrow T = \frac{E\cdot q + m\cdot g}{cos (\theta)}$$

Agora basta calcular Tx, que é a força resultante.

$$T_{x} = T sen(\theta) = \frac{E\cdot q + m\cdot g}{cos (\theta)}\cdot sen(\theta) \longrightarrow T_{x} = (E\cdot q + m\cdot g) tg(\theta)$$

Resposta: letra D.

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Unesp 2012 – 1ª Fase – Q. 77

Guimarães — Tue, 12 Jul 2022 20:53:16 +0000

A maioria dos peixes ósseos possui uma estrutura chamada vesícula gasosa ou bexiga natatória, que tem a função de ajudar na flutuação do peixe. Um desses peixes está em repouso na água, com a força peso, aplicada pela Terra, e o empuxo, exercido pela água, equilibrando-se, como mostra a figura 1. Desprezando a força exercida pelo movimento das nadadeiras, considere que, ao aumentar o volume ocupado pelos gases na bexiga natatória, sem que a massa do peixe varie significativamente, o volume do corpo do peixe também aumente. Assim, o módulo do empuxo supera o da força peso, e o peixe sobe (figura 2).

Na situação descrita, o módulo do empuxo aumenta, porque

(A) é inversamente proporcional à variação do volume do corpo do peixe.
(B) a intensidade da força peso, que age sobre o peixe, diminui significativamente.
(C) a densidade da água na região ao redor do peixe aumenta.
(D) depende da densidade do corpo do peixe, que também aumenta.
(E) o módulo da força peso da quantidade de água deslocada pelo corpo do peixe aumenta.

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Solução:

O empuxo é diretamente proporcional ao volume de fluido deslocado.

$$E = d_{a}\cdot V_{deslc}\cdot g$$

Se o volume do peixe aumenta, ele desloca mais volume de água, portanto o empuxo sobre ele aumenta também. Isso significa que a força peso da quantidade de água deslocada será maior.

Resposta: letra E.

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Unesp 2012 – 1ª Fase – Q. 75

Guimarães — Tue, 12 Jul 2022 20:17:02 +0000

Em uma obra, para permitir o transporte de objetos para cima, foi montada uma máquina constituída por uma polia, fios e duas plataformas A e B horizontais, todos de massas desprezíveis, como mostra a figura. Um objeto de massa m = 225 kg, colocado na plataforma A, inicialmente em repouso no solo, deve ser levado verticalmente para cima e atingir um ponto a 4,5 m de altura, em movimento uniformemente acelerado, num intervalo de tempo de 3 s. A partir daí, um sistema de freios passa a atuar, fazendo a plataforma A parar na posição onde o objeto será descarregado.

Considerando g = 10 m/s², desprezando os efeitos do ar sobre o sistema e os atritos durante o movimento acelerado, a massa M, em kg, do corpo que deve ser colocado na plataforma B para acelerar para cima a massa m no intervalo de 3 s é igual a

(A) 275.
(B) 285.
(C) 295.
(D) 305.
(E) 315.

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Solução:

Primeiro precisamos encontrar a aceleração.

$$\Delta S = v_{0}\cdot t + \frac{a\cdot t^{2}}{2} \longrightarrow 4,5 = \frac{a\cdot 3^{2}}{2} \longrightarrow a = 1\, m/s^{2}$$

Isolando a plataforma A, teremos um movimento acelerado para cima, portanto a força resultante será tração (T) menos peso ($$P_{m}$$).

$$F_{R} = m\cdot a \longrightarrow T – P_{m} = m\cdot a \longrightarrow T – 225\cdot 10 = 225\cdot 1 \longrightarrow T = 2475\, N$$

Isolando agora o sistema da plataforma B, teremos a mesma tração, de 2475 N e a mesma aceleração de 1 m/s². Porém agora o movimento é vertical para baixo, então a força resultante será o peso ($$P_{M}$$) menos a tração.

$$F_{R} = m\cdot a \longrightarrow P_{M} – T = m\cdot a \longrightarrow M\cdot 10 – 2475 = M\cdot 1 \longrightarrow M = 275\, kg$$

Resposta: letra A.

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UNESP 2012/2 – 1ª Fase – Q.79

Guimarães — Tue, 12 Jul 2022 01:15:12 +0000

Duas esferas, A e B, maciças e de mesmo volume, são totalmente imersas num líquido e mantidas em repouso pelos fios mostrados na figura. Quando os fios são cortados, a esfera A desce até o fundo do recipiente e a esfera B sobe até a superfície, onde passa a flutuar, parcialmente imersa no líquido.

Sendo $$P_{A}$$ e $$P_{B}$$ os módulos das forças Peso de A e B, e $$E_{A}$$ e $$E_{B}$$ os módulos das forças Empuxo que o líquido exerce sobre as esferas quando elas estão totalmente imersas, é correto afirmar que

(A) $$P_{A}$$ < $$P_{B}$$ e $$E_{A}$$ = $$E_{B}$$.
(B) $$P_{A}$$ < $$P_{B}$$ e $$E_{A}$$ < $$E_{B}$$.
(C) $$P_{A}$$ > $$P_{B}$$ e $$E_{A}$$ > $$E_{B}$$.
(D) $$P_{A}$$ > $$P_{B}$$ e $$E_{A}$$ < $$E_{B}$$.
(E) $$P_{A}$$ > $$P_{B}$$ e $$E_{A}$$ = $$E_{B}$$.

Solução:

Nós temos as massas em função do volume como segue.

$$m_{A} = d_{A}\cdot V$$

$$m_{B} = d_{B}\cdot V$$

Os pesos das bolas podem ser escritos da seguinte forma.

$$P_{A} = m_{A}\cdot g \longrightarrow P_{A} = d_{A}\cdot V\cdot g$$

$$P_{B} = m_{B}\cdot g \longrightarrow P_{B} = d_{B}\cdot V\cdot g$$

Como volume e gravidade são iguais para os dois, o peso de A é maior pois a densidade A é maior, já que a bola afunda. O peso B é menor, pois a densidade B é menor, já que ele flutua. Portanto

$$P_{A} > P_{B}$$

O empuxo depende apenas da densidade do fluido, da gravidade e do volume deslocado de líquido. Como estamos considerando os dois objetos completamente submersos e os dois têm o mesmo volume, o empuxo será o mesmo.

$$E_{A} = E_{B}$$

Resposta: letra E.

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Força Peso – Exercício 1

Guimarães — Fri, 08 Jul 2022 22:53:00 +0000

Um homem de 50 kg está sobre uma balança graduada em newtons, no interior de um elevador. Determine:

a) a indicação da balança quando o elevador sobe com aceleração constante de 2 m/s².
b) o módulo e o sentido da aceleração do elevador quando a balança marca 450 N.

Confira nossa lista de Exercícios de Força Peso

Solução:

A balança sempre irá mostrar a força Normal. Então precisamos calcular essa força. Como a aceleração está para cima, teremos a força resultante também para cima, portanto, normal menos peso.

$$N – P = m\cdot a \longrightarrow N – m\cdot g = m\cdot a \longrightarrow N – 50\cdot 10 = 50\cdot 2 \longrightarrow N = 100 + 500 \longrightarrow N = 600\, N$$

Agora temos o valor da normal. O Peso é 500 N, então temos a normal menor que o peso. Para que a aceleração saia positiva, devemos fazer a força resultante como peso menos normal. Dessa forma já descobrimos o sentido da aceleração: vertical para baixo.

$$P – N = m\cdot a \longrightarrow 50\cdot 10 – 450 = 50\cdot a \longrightarrow a = \frac{500 – 450}{50} \longrightarrow a = 1\, m/s^{2}$$

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UNESP 2015 – 1ª Fase – Q. 77

Guimarães — Tue, 14 Jun 2022 18:45:30 +0000

As figuras 1 e 2 representam uma pessoa segurando uma pedra de 12 kg e densidade $$2\cdot 10^{3}\, kg/m^{3}$$, ambas em repouso em relação à água de um lago calmo, em duas situações diferentes. Na figura 1, a pedra está totalmente imersa na água e, na figura 2, apenas um quarto dela está imerso. Para manter a pedra em repouso na situação da figura 1, a pessoa exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo $$F_{1}$$. Para mantê-la em repouso na situação da figura 2, exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo $$F_{2}$$.

Considerando a densidade da água igual a $$10^{3}\, kg/m^{3}$$ e $$g = 10 m/s^{2}$$, é correto afirmar que a diferença $$F_{2} – F_{1}$$, em newtons, é igual a

(A) 60.
(B) 75.
(C) 45.
(D) 30.
(E) 15.

Confira nossa lista de Exercícios de Força Peso

Solução:

Na figura 1, a força peso aponta para baixo, enquanto a força $$F_{1}$$ e o empuxo apontam para cima. Como a pedra está em repouso, as forças se igualam

\[E_{1} + F_{1} = P \longrightarrow d\cdot g\cdot V + F_{1} = m\cdot g \longrightarrow 10^{3}\cdot 10\cdot \frac{12}{2\cdot 10^{3}} + F_{1} = 12\cdot 10 \longrightarrow F_{1} = 60\, N\]

Na figura 2, a força peso aponta para baixo, enquanto a força $$F_{2}$$ e o empuxo apontam para cima. Como a pedra está em repouso, as forças se igualam

\[E_{2} + F_{2} = P \longrightarrow d\cdot g\cdot \frac{V}{4} + F_{2} = m\cdot g \longrightarrow 10^{3}\cdot 10\cdot \frac{12}{4\cdot 2\cdot 10^{3}} + F_{2} = 12\cdot 10 \longrightarrow F_{2} = 105\, N\]

Portanto $$F_{2} – F_{1} = 105 – 60 = 45\, N$$

Resposta: letra C.

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UERJ 2019 – Simulado – Q.46

Guimarães — Mon, 07 Mar 2022 17:38:05 +0000

Uma força F constante atua igualmente em quatro corpos distintos, de acordo com o esquema a seguir:

Observe na tabela as massas dos corpos, além dos coeficientes de atrito entre cada um deles e a superfície de apoio.

O corpo que apresenta maior aceleração é:

(A) I
(B) II
(C) III
(D) IV

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Solução:

O post UERJ 2019 – Simulado – Q.46 apareceu primeiro em Educacional Plenus.