Componente curricular
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35. (UFSM-RS) Durante os exercícios de força realizados por um corredor, é usada uma tira de borracha presa ao seu abdome. Nos arranques, o atleta obtém os seguintes resultados: Tabela: equivalente textual a seguir.
Onde Δx é a elongação da tira. O máximo de força atingido pelo atleta, sabendo-se que a constante elástica da tira é de 300 N/m e que obedece à lei de Hooke, é, em N: a) 23.520 b) 17.600 c) 1.760 d) 840
e) 84 Resposta correta: e. 36. Em um teste para a prática do bungee jumping, a equipe soltou uma carga de 80 kg, de cima de um viaduto de 38 m de altura, amarrada a um elástico de 16 m de comprimento e constante elástica k. A altura mínima, em relação ao solo, que a carga atingiu, foi de 6 m. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, calcule o valor de k. Resposta: 50 N/m 37. Na montagem do esquema, dois pesos de 100 N estão presos a um dinamômetro graduado em newtons. Qual é a indicação do dinamômetro? Resposta: 100 N 38. Um corpo C de massa igual a 3 kg está em equilíbrio estático sobre um plano inclinado, suspenso por um fio de massa desprezível, preso a uma mola fixa ao solo, como mostra a figura. CRÉDITO DAS ILUSTRAÇÕES: Editoria de Arte O comprimento natural da mola (sem carga) é ℓ0 = 1,2 m e, ao sustentar estaticamente o corpo, ela se distende, atingindo o comprimento ℓ = 1,5 m. Os possíveis atritos podem ser desprezados. Sendo g = 10 m/s2 , qual a constante elástica da mola? Resposta: 50 N/m 155 5. Força centrípeta Quando prendemos um objeto a um fio e o impulsionamos para que gire com velocidade constante em módulo, segurando na extremidade desse fio, o objeto se move descrevendo uma trajetória circular. Devemos manter a força no fio para que a velocidade mude de direção. Se o fio se romper, a força deixa de existir, e o objeto se moverá na direção para a qual o vetor velocidade estiver dirigido no momento em que a força cessou. LEGENDA: O módulo da velocidade instantânea do objeto é o mesmo em todos os pontos da trajetória, embora a velocidade instantânea como grandeza vetorial varie, pois a direção do movimento variou. Se num determinado instante o fio se romper, o corpo seguirá em trajetória retilínea com velocidade constante, em direção e intensidade, por causa da sua inércia. Todo corpo que se desloca em movimento circular uniforme só o faz por causa da ação de uma força que desvia sua velocidade, mudando a direção a cada instante. Essa força tem direção perpendicular à direção da velocidade, de modo que provoca uma aceleração dirigida para o centro da trajetória curvilínea. O vetor velocidade muda em direção e sentido, sem alterar a sua intensidade. A resultante das forças que provoca essa aceleração é denominada força centrípeta Fcp. A força centrípeta tem a cada instante direção perpendicular ao vetor velocidade e é orientada para o centro da curva. Vejamos esta descrição aplicada ao movimento da Lua ao redor da Terra: LEGENDA: Na foto temos a Terra vista da Lua. A Lua movimenta-se em órbita aproximadamente circular por causa da força centrípeta, que é a força gravitacional que a Terra exerce sobre ela. CRÉDITO: Corel Stock Photo CRÉDITO DAS ILUSTRAÇÕES: Editoria de Arte Satélites naturais, como a Lua, ou artificiais, como os que o ser humano lança ao espaço, se encontram em movimento orbital. Os satélites são atraídos pela força gravitacional terrestre em direção perpendicular à de seu movimento. Desse modo, a força de atração é capaz apenas de alterar a direção da velocidade dos satélites, obrigando-os a descrever uma trajetória fechada em torno do planeta. O mesmo vale para o movimento da Terra em torno do Sol. 156 Veja outros exemplos em que podemos constatar uma resultante centrípeta: LEGENDA: Para um carro que descreve uma curva horizontal, as forças de atrito originam a resultante centrípeta. LEGENDA: Em um pêndulo cônico preso ao teto, a força centrípeta é a resultante da força peso e da tração no fio. Numa montanha-russa, no ponto mais alto do looping, o carrinho está sujeito a uma resultante centrípeta composta pelo peso P e pela reação normal da pista N. A intensidade da aceleração centrípeta a cp para um corpo que descreve uma circunferência de raio R com velocidade v é dada por: acp = v²/R LEGENDA: Looping de montanha-russa. CRÉDITO: G P Bowater/Alamy/Otherimages Boxe complementar: PENSE E RESPONDA
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