Questões Militares de Física - Máquina de Atwood e Associação de Blocos
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Um operário deseja sustentar em repouso uma carga de peso P com o auxílio de três roldanas. Associando as roldanas como mostra a figura 1, ele consegue sustentar a carga exercendo uma força de módulo igual a F1. Já associando as roldanas como mostra a figura 2, ele precisa exercer uma força de módulo igual a F2. Finalmente, associando as roldanas como mostra a figura 3, ele precisa exercer uma força de módulo igual a F3.
Considere os fios e as roldanas ideais e desprezíveis
os atritos nos eixos das roldanas fixas. Nesse caso,
F1, F2 e F3 são tais que:
Com o auxílio de um motor elétrico, faz-se um bloco de massa m subir uma altura h, com velocidade escalar constante, como ilustra a figura 1 . Nesse caso, supondo a resistência do ar desprezível, o motor realiza um trabalho W1 e desenvolve uma potência P1 Com o auxílio de um outro motor elétrico, faz-se o mesmo bloco deslizar ao longo da reta de maior declive de uma rampa inclinada, percorrendo a distância d com a mesma velocidade escalar constante, até subir a mesma altura h como ilustra a figura 2.
Nesse caso, supondo os atritos desprezíveis, o motor realiza um trabalho W2 e desenvolve uma potência P2.
Comparando os trabalhos realizados e as potências
desenvolvidas, verifica-se que:
Considere os fios ideais, as massas das três roldanas móveis desprezíveis e também desprezíveis todos os atritos. O módulo da força vertical F que o homem está exercendo sobre a corda é de
Na situação apresentada no esquema abaixo, o bloco B cai a partir do repouso de uma altura y, e o bloco A percorre uma distância total y + d. Considere a polia ideal e que existe atrito entre o corpo A e a superfície de contato. Sendo as massas dos corpos A e B iguais a m, determine o coeficiente de atrito cinético µ.
Caso necessário, use os seguintes dados:
Constante gravitacional G =6,67 × 10−11m3/s2kg. Massa do Sol M= 1,99× 1030 kg. Velocidade da luz c = 3× 108m/s. Distância média do centro da Terra ao centro do Sol: 1,5 × 1011 m. Aceleração da gravidade g = 9,8 m/s2 . Raio da Terra: 6380 km. Número de Avogadro: 6,023 × 1023 mol−1 . Constante universal dos gases: 8,31 J/molK. Massa atômica do nitrogênio: 14. Constante de Planck h =6,62× 10−34m2kg/s. Permissividade do vácuo: ε0 = 1/4πk0. Permeabilidade magnética do vácuo: µ0.
Considere um aparato experimental composto de um solenoide com n voltas por unidade de comprimento, pelo qual passa uma corrente I, e uma espira retangular de largura l, resistência R e massa m presa por um de seus lados a uma corda inextensível, não condutora, a qual passa por uma polia de massa desprezível e sem atrito, conforme a figura. Se alguém puxar a corda com velocidade constante v, podemos afirmar que a força exercida por esta pessoa é igual a
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