Mecânica
Escolha o assunto e comece seus estudos!
“Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes.”
Isaac Newton
Cinemática
AULA 16 – ACELERAÇÃO CENTRÍPETA
01. (ENEM) No Autódromo de Interlagos, um carro de Fórmula 1 realiza a curva S do Senna numa trajetória curvilínea. Enquanto percorre esse trecho, o velocímetro do carro indica velocidade constante. Quais são a direção e o sentido da aceleração do carro?
a) Radial, apontada para fora da curva.
b) Radial, apontada para dentro da curva.
c) Aceleração nula, portanto, sem direção nem sentido.
d) Tangencial, apontada no sentido da velocidade do carro.
e) Tangencial, apontada no sentido contrário à velocidade do carro.
02. (UNESP) Pesquisadores têm observado que a capacidade de fertilização dos espermatozoides é reduzida quando estas células reprodutoras são submetidas a situações de intenso campo gravitacional, que podem ser simuladas usando centrífugas. Em geral, uma centrífuga faz girar diversos tubos de ensaio ao mesmo tempo; a figura representa uma centrífuga em alta rotação, vista de cima, com quatro tubos de ensaio praticamente no plano horizontal.
As amostras são acomodadas no fundo de cada um dos tubos de ensaio e a distância do eixo da centrífuga até os extremos dos tubos em rotação é 9,0 cm. Considerando g = 10 m/s2, calcule a velocidade angular da centrífuga para gerar o efeito de uma aceleração gravitacional de 8,1 g.
03. (FUVEST) Uma estação espacial foi projetada com formato cilíndrico, de raio R igual a 100 m, como ilustra a figura abaixo.
Para simular o efeito gravitacional e permitir que as pessoas caminhem na parte interna da casca cilíndrica, a estação gira em torno de seu eixo, com velocidade angular constante w. As pessoas terão sensação de peso, como se estivessem na Terra, se a velocidade w for de, aproximadamente,
a) 0,1 rad/s
b) 0,3 rad/s
c) 1 rad/s
d) 3 rad/s
e) 10 rad/s
Note e adote:
A aceleração gravitacional na superfície da Terra é g = 10m/s2.
04. (FGV) Um veículo desloca-se por uma pista horizontal, retilínea nos trechos AB, CD e DE e curvilínea no trecho BC, este em forma de quarto de circunferência, como ilustra a figura.
Partindo do repouso no ponto A, o referido veículo aumenta sua velocidade uniformemente até o ponto B; a partir de B, ele mantém constante a velocidade adquirida até o ponto D; de D a E, ele reduz uniformemente a velocidade até parar em E. O valor absoluto de sua aceleração vetorial está qualitativa e corretamente representado na alternativa:
05. (UFU-MG) Em uma certa marca de máquina de lavar, as roupas ficam dentro de um cilindro oco que possui vários furos em sua parede lateral (veja a figura).
Depois que as roupas são lavadas, esse cilindro gira com alta velocidade no sentido indicado, a fim de que a água seja retirada das roupas. Olhando o cilindro de cima, indique a alternativa que possa representar a trajetória de uma gota de água que sai do furo A:
06. (UFOP-MG) Os vetores velocidade (v) e aceleração (a) de uma partícula em movimento circular uniforme, no sentido indicado, estão corretamente representados na figura:
07. (UNICAMP) As agências espaciais NASA (norte-americana) e ESA (europeia) desenvolvem um projeto para desviar a trajetória de um asteroide através da colisão com uma sonda especialmente enviada para esse fim. A previsão é que a sonda DART (do inglês, “Teste de Redirecionamento de Asteroides Duplos”) será lançada com a finalidade de se chocar, em 2022, com Didymoon, um pequeno asteroide que orbita um asteroide maior chamado Didymos. O asteroide satélite Didymoon descreve uma órbita circular em torno do asteroide principal Didymos. O raio da órbita é r = 1,6 km e o período é T = 12 h. A aceleração centrípeta do satélite vale
a) 8,0 x10-1 km/h2.
b) 4,0×10-1 km/h2.
c) 3,125×10-1 km/h2.
d) 6,667×10-2 km/h2.
08. (SANTA CASA 2023) A ausência de gravidade será um dos grandes problemas durante possíveis viagens espaciais para outros planetas, pois causa perda de massa muscular, perda de cálcio dos ossos, perda de imunidade e, nos primeiros dias no espaço, o deslocamento do sangue para a parte superior do corpo. Uma solução já cogitada para esse problema é produzir “gravidade artificial”, o que pode ser feito por meio de um compartimento rotativo que produza uma aceleração que simule o efeito do peso sobre os astronautas.
(https://planeta.rio. Adaptado.)
Considere uma estrutura rotatória de forma cilíndrica na qual se pretenda produzir uma aceleração centrípeta de mesmo módulo que a aceleração da gravidade terrestre, de 9,8 m/s2, em um ponto que esteja a 20 m de distância do eixo longitudinal dessa estrutura.
Para isso, esse cilindro deve girar em torno desse eixo com velocidade angular de
(A) 1,40 rad/s.
(B) 0,70 rad/s.
(C) 2,04 rad/s.
(D) 1,86 rad/s.
(E) 0,35 rad/s.
09. A figura a seguir representa um instante do movimento curvilíneo e acelerado de uma partícula:
Se o movimento ocorre da esquerda para a direita, os vetores que melhor representam a velocidade vetorial e a aceleração vetorial da partícula no instante considerado, e nessa ordem, são:
a) 1 e 2.
b) 5 e 3.
c) 1 e 4.
d) 5 e 4.
e) 1 e 1.
10. (ENEM) Um professor utiliza essa história em quadrinhos para discutir com os estudantes o movimento de satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o movimento do coelhinho, considerando o módulo da velocidade constante.
Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor aceleração tangencial do coelhinho, no terceiro quadrinho, é
a) nulo.
b) paralelo à sua velocidade linear e no mesmo sentido.
c) paralelo à sua velocidade linear e no sentido oposto.
d) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para o centro da Terra.
e) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para fora da superfície da Terra.
Respostas
1- B
2- 30 rad/s
3- B
4- C
5- A
6- A
7- B
8- B
9- A
10- A