Este documento apresenta 10 questões sobre conceitos de física como forças, aceleração e sistemas de polias. As questões abordam situações como elevadores, máquinas de Atwood e corpos em queda livre. As respostas fornecem explicações detalhadas com diagramas de forças e cálculos para apoiar as conclusões.

1. DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 05 (Exercício 05)
Exercício 05
Questão 01
Projete um sistema de polias que, para manter um
peso de 320 N suspenso no ar, necessite que se aplique
uma força de apenas 80 N na outra extremidade da
corda.
Questão 04
Questão 02
Um passageiro está no interior de um elevador que
Artêmis apresentou, em um dos seus trabalhos desce verticalmente, com aceleração constante "a".
submetidos a uma revista de ensino de Física, uma Se "a" vale 1/5 da aceleração da gravidade, a razão
análise dos conceitos físicos que aparecem nos entre a intensidade da força que o piso do elevador exerce
desenhos animados. Dentre os casos que ela abordou, sobre o passageiro e o peso do passageiro é igual a:
um particularmente interessante foi sobre a distraída a) 5
Pantera Cor-de-Rosa. Nas suas ilustrações, Artêmis pôde
b) 6/5
registrar duas situações distintas de um episódio:
c) 1
- na primeira situação (figura 1), fisicamente possível, a
Pantera encontra-se subindo um edifício com o auxílio de d) 4/5
um elevador rudimentar e, nessa situação, ela precisa
exercer uma força na corda para erguer-se. Ao chegar ao Questão 05
topo do edifício, a distraída Pantera solta a corda e cai
em queda livre juntamente com o elevador.
- na segunda situação (figura 2), fisicamente impossível, Quando o cabo de um elevador se quebra, os freios
tem-se ilustrado o forte impacto do elevador ao se de emergência são acionados contra trilhos laterais, de
chocar com o solo, enquanto a Pantera livra-se dessa modo que esses passam a exercer, sobre o elevador,
situação mortal dando um pequeno salto para fora do quatro forças verticais constantes e iguais a f , como
elevador. 2
indicado na figura. Considere g = 10m/s .
Diante das situações apresentadas,
a) justifique o motivo pelo qual a situação da figura 2 é
fisicamente impossível.
b) esboce, separadamente, diagramas de forças que Suponha que, numa situação como essa, a massa
atuam na Pantera e no elevador durante a subida (figura total do elevador seja M = 600kg e que o módulo de
1). Considere que a roldana e a corda são ideais, há cada força f seja I f I = 1350N.
ausência de atrito no eixo da roldana e que a subida é Calcule o módulo da aceleração com que o elevador
feita com velocidade constante. desce sob a frenagem dessas forças.
c) determine a expressão literal da força que a Pantera
fez na corda para conseguir erguer-se com o elevador,
com velocidade constante. Considere M a massa da Questão 06
Pantera, m a massa do elevador e g a aceleração local
da gravidade.
Uma pessoa de massa m está no interior de um
elevador de massa M, que desce verticalmente,
Questão 03 diminuindo sua velocidade com uma aceleração de
módulo a.
Um sistema de polias, composto de duas polias Se a aceleração local da gravidade é g, a força feita
móveis e uma fixa, é utilizado para equilibrar os corpos pelo cabo que sustenta o elevador é:
A e B. As polias e os fios possuem massas desprezíveis a) (M+m)(g-a)
e os fios são inextensíveis. Sabendo-se que o peso do b) (M+m)(g+a)
corpo A é igual a 340 N, determine o peso do corpo B, c) (M+m)(a-g)
em newtons. d) (M-m)(g+a)
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2. DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 05 (Exercício 05)
Questão 07 Questão 09
A figura a seguir representa dois objetos, P e Q, cujos Na montagem experimental ilustrada a seguir, os fios
pesos, medidos com um dinamômetro por um e a polia têm massas desprezíveis e pode-se
observador inercial, são 6 N e 10 N, respectivamente. desconsiderar o atrito no eixo da polia.
Considere g = 10m/s2
Por meio de dois fios de massas desprezíveis, os
objetos P e Q acham-se suspensos, em repouso, ao teto
de um elevador que, para o referido observador, se
encontra parado. Para o mesmo observador, quando o
elevador acelerar verticalmente para cima à razão de 1
2
m/s , qual será o módulo da tensão no fio 2?
(Considere a aceleração da gravidade igual a 10m/s2.)
Questão 08 Nessas condições, é CORRETO afirmar:
a) Os corpos movem-se com velocidade constante.
A figura a seguir mostra uma máquina de Atwood b) A tensão no fio é de 30 N.
formada por dois baldes idênticos e uma polia. Um cabo c) A força do conjunto sobre a haste de sustentação é de
inextensível acoplado ao teto sustenta o eixo de uma 50 N.
2
polia, a qual pode girar sem atrito com o eixo. Os dois d) A aceleração dos corpos é de 5,0 m/s .
baldes encontram-se ligados um ao outro por meio de
uma corda inextensível que não desliza sobre a polia. Os
Questão 10
baldes, a polia, a corda e o cabo têm massas
desprezíveis. Considere que tenhamos 10 kg de areia
para distribuir entre os dois baldes e despreze a A figura abaixo representa um elevador em
resistência do ar. movimento com velocidade constante.
a) Supondo que a areia tenha sido dividida entre os A tração (T) do cabo durante o movimento de
baldes em porções de massas m1 e m2 e usando g para subida é:
o módulo da aceleração da gravidade local, deduza as a) maior que o peso do elevador.
fórmulas para a aceleração dos baldes e para a tração b) maior que durante o movimento de descida.
na corda. c) igual durante o movimento de descida.
b) Mostre que o módulo da força exercida pelo cabo d) menor que durante o movimento de descida.
e) menor que o peso do elevador.
⎡ (4 m1m2 ⎤
sobre o teto é dado por F= ⎢ ⎥ g.
⎣ (m1 + m2 ) ⎦ GABARITO
c) Em qual das seguintes situações a força exercida pelo
cabo sobre o teto é menor: 5 kg de areia em cada balde
Questão 01
(situação 1) ou 4 kg num deles e 6 kg no outro (situação
2)? Justifique sua resposta utilizando o resultado do item
anterior. Observe a figura a seguir:
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3. DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 05 (Exercício 05)
Questão 02
a) a pantera continua a cair, mesmo saindo do elevador.
b) Observe a figura a seguir:
Aplicando a Segunda Lei de Newton a cada balde e
supondo m1 > m2, vem:
P1 – T = m1a(01)⎫ m1 − m2
⎬ → P1 – P2 (m1 + m2 )a → a = g(03)
T – P2 = m2a(02)⎭ m1 − m2
Substituindo 03 em 02, vem:
2m1m2g
T=
m1 + m2
b) Como a roldana está em repouso de translação,
podemos afirmar:
4m1m2g
F = 2T =
m1 + m2
4X5X5X10
c) Primeiro caso: F1 = = 100N
c) (M+m) . g/2 10
4x6x4x10
Questão 03 Segundo caso: F2 = = 96N
10
Portanto: F1>F2
85N.
Questão 04 Questão 09
Letra D. Letra D.
Resolução
Questão 05 F = m.a
30.10 – 10.10 = (30 + 10).a
2
300 – 100 = 40.a
a = 1,0 m/s .
200
200 = 40.a→
2
a= = 5 m/s
Questão 06 40
Letra B.
Questão 10
Questão 07
Letra C.Como o movimento é retilíneo e uniforme
(MRU), de acordo com o princípio da inércia, a resultante
11,0 N.
das forças que agem no elevador é nula, portanto a
intensidade da tração é igual a intensidade do peso,
Questão 08 tanto na subida como na descida.
MRU: R = 0 ⇒ T = P.
a) A figura abaixo mostra as forças agindo em cada
bloco e na roldana.
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