Questões Militares de Física - Plano Inclinado e Atrito

Em alguns parques de diversão há um brinquedo em que as pessoas se surpreendem ao ver um bloco aparentemente subir uma rampa que está no piso de uma casa sem a aplicação de uma força. O que as pessoas não percebem é que o piso dessa casa está sobre um outro plano inclinado que faz com que o bloco, na verdade, esteja descendo a rampa em relação a horizontal terrestre. Na figura a seguir, está representada uma rampa com uma inclinação α em relação ao piso da casa e uma pessoa observando o bloco (B) “subindo” a rampa (desloca-se da posição A para a posição C).

Dados:

1) a pessoa, a rampa, o plano inclinado e a casa estão todos em repouso entre si e em relação a horizontal terrestre.

2) considere P = peso do bloco.

3) desconsidere qualquer atrito.

Nessas condições, a expressão da força responsável por mover esse bloco a partir do repouso, para quaisquer valores de θ e α que fazem funcionar corretamente o brinquedo, é dada por

Assinale a alternativa que representa corretamente a função da posição (x) em relação ao tempo (t) de um bloco lançado para baixo a partir da posição inicial (x₀) com módulo da velocidade inicial (v₀) ao longo do plano inclinado representado a seguir.

OBSERVAÇÕES:

1) desconsiderar qualquer atrito;

2) considerar o sistema de referência (x) com a posição zero (0) no ponto mais baixo do plano inclinado;

3) admitir a orientação do eixo “x” positiva ao subir a rampa; e

4) g é o módulo da aceleração da gravidade.