Questões de Física - Mecânica

Uma tampa de refrigerante na forma de tronco de cone é impulsionada, o que a faz girar, como mostra a figura. Durante a rotação, o peso pode ser decomposto em uma força vertical P’ e outra Fc, uma força centrípeta. À medida que rola, ela perde gradualmente velocidade até parar.

Sua trajetória será

Um avião está sobrevoando uma cidade, realizando uma manobra para pouso seguindo as recomendações da torre de comando. As asas estão inclinadas em um ângulo θ = 45º com a horizontal, conforme figura a seguir. Considere que a força necessária para manter o avião nessa trajetória resulte inteiramente de uma "sustentação aerodinâmica" perpendicular à superfície das asas. Dessa forma, a aeronave realiza em voo uma circunferência horizontal de raio R = 2.250 m e velocidade constante de 150 m/s, caracterizando um movimento circular uniforme (MCU), possuindo uma aceleração dirigida para o centro da circunferência. De acordo com a segunda lei de Newton, existe uma força responsável por essa aceleração, que também estará dirigida para o centro da circunferência. Trata-se de uma força centrípeta.

A força centrípeta não é um novo tipo de força; indica apenas a direção. Assim,

A força centrípeta que mantém a Lua na sua órbita é a força de atração exercida pela Terra, sabendo que R é o raio da órbita da Lua, T o tempo de revolução e G a constante de gravitação, a massa da Terra pode ser descrita pela equação:

A órbita do Columbia era aproximadamente circular, e o módulo da aceleração gravitacional na órbita era  A força resultante centrípeta é desempenhada pela força gravitacional exercida pela Lua, ou seja,  

Sendo o módulo da velocidade do Columbia qual foi aproximadamente o período T da órbita?

Um corpo de 200 gramas sobre uma mesa horizontal de atrito desprezível é conectado a uma das extremidades de um fio inextensível de massa desprezível. O fio se estende de modo retilíneo pela mesa até entrar num orifício de modo que, a partir daí, ele possui um trecho vertical abaixo da mesa com sua outra extremidade a ser conectada a um outro corpo, este de massa 1 quilograma (ver figura adiante).

Para que este segundo corpo fique em equilíbrio suspendido pelo fio, qual deve ser (aproximadamente) a velocidade angular do primeiro corpo girando sobre a mesa em torno do orifício com um raio de trajetória de 29,58 centímetros? Considere a aceleração da gravidade local com valor aproximado de g = 10 m/s² e que não há atrito entre o orifício e o fio.

    Um pai faz um balanço utilizando dois segmentos paralelos e iguais da mesma corda para fixar uma tábua a uma barra horizontal. Por segurança, opta por um tipo de corda cuja tensão de ruptura seja 25% superior à tensão

máxima calculada nas seguintes condições:

    • O ângulo máximo atingido pelo balanço em relação a vertical é igual a 90°;

    • Os filhos utilizarão o balanço até que tenham uma massa de 24 kg.

Além disso, ele aproxima o movimento do balanço para o movimento circular uniforme, considera que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s²  despreza forças dissipativas.

Qual é a tensão de ruptura da corda escolhida?