Questões de Energia Mecânica e sua Conservação (Física)

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A figura a seguir mostra um cursor P que desliza sobre uma barra com velocidade constante de módulo igual a u = 0,5 m/s, em relação à barra. Simultaneamente ao movimento do cursor, a barra gira com velocidade angular constante de módulo igual a ω = 2 rad/s.


Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas


No instante em que a distância do cursor ao eixo de rotação é igual a r = 1 m, o módulo da aceleração do curso é igual a

  • A 4m/s2.
  • B 45 m/s2.   
  • C 4 m/s2.
  • D 2√5 m/s2.
  • E √5 m/s2.

A figura mostra um corpo rígido que é formado por uma haste uniforme, de comprimento L e massa 2m, e um aro (anel) uniforme, de raio R = L/4 e massa m, preso à haste.
Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas

O sistema pode girar livremente em torno de um eixo horizontal perpendicular à haste e passando na sua extremidade. Sabe-se que o corpo rígido é solto a partir do repouso com a haste na horizontal.

Dados:
• - Momento de inércia do anel em relação ao seu centro de massa: MR2
• Momento de inércia da haste em relação ao seu centro de massa: 1/12 MhL2

No instante em que o sistema gira de um ângulo θ, o módulo da aceleração centrípeta de uma partícula localizada no centro de massa da haste, m/s2, é igual a 

  • A 108/11gsen(θ).
  • B 55/108gsen(θ).
  • C 108/55gsen(θ).
  • D 54/55gsen(θ).
  • E 54/11gsen(θ).

Considere um material isotrópico, com comportamento linear elástico perfeito, submetido a um estado triaxial de tensões, cujas tensões principais são: σ123=10 MPa.  

Sabe-se ainda que os módulos de elasticidade longitudinal e transversal do material são, respectivamente, E=300 GPa e G= 125 GPa. 

A energia de deformação por unidade de volume (Uo), em J, é 

  • A 300.
  • B 400.
  • C 500.
  • D 600.
  • E 700.

A energia potencial de um sistema (V(q)) é dada por: 

Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas


Considerando que  q=[q1 q2 q3]T, o traço da matriz de rigidez (K) do sistema é dado pela expressão 

  • A 3K1+3K2.
  • B a2K1+b2K2.
  • C (2a2)K1+(2b2)K2.
  • D (1+a)K1+(1+b)K2.
  • E (2+a2)K1+(2+b2)K2

O parkour é uma atividade física em que o participante sobrepõe obstáculos de modo mais rápido e direto possível, utilizando-se de diversas técnicas como saltos, rolamentos e escaladas.  Paulo, um praticante de parkour, saltou do alto de uma escada de 8 degraus, cada um com 20 cm de altura, para o solo. Considere que g=10 m/s² e que a massa de Paulo é de 60 kg. Nesse salto, a variação da energia potencial gravitacional de Paulo, em módulo, foi de

  • A 96 J.
  • B 128 J.
  • C 160 J.
  • D 600 J.
  • E 960 J.