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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica

Questão 13 — Física: Movimento Circular — Sistema Girante com Mola

Física Movimento Circular — Sistema Girante com Mola

ITA Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica · Vestibular 2015 — Física

Gabarito disponível

Texto-base:
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
Constante dos gases: R = 8 J/(mol·K). Pressão atmosférica ao nível do mar: P₀ = 100 kPa.
Massa molecular do CO₂ = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K).
1 cal = 4×10⁷ erg. Aceleração da gravidade: g = 10,0 m/s².

Na figura, o eixo vertical giratório imprime uma velocidade angular ω = 10 rad/s ao sistema composto por quatro barras iguais, de comprimento L = 1 m e massa desprezível, graças a uma dupla articulação na posição fixa X. Por sua vez, as barras de baixo são articuladas na massa M de 2 kg que, através de um furo central, pode deslizar sem atrito ao longo do eixo e esticar uma mola de constante elástica k = 100 N/m, a partir da posição O da extremidade superior da mola em repouso, a dois metros abaixo de X. O sistema completa-se com duas massas iguais de m = 1 kg cada uma, articuladas às barras. Sendo desprezíveis as dimensões das massas, então, a mola distender-se-á de uma altura z acima de O dada por
Sistema girante: eixo vertical com articulação X no topo; quatro barras de comprimento L formam um losango com massas m nos vértices laterais e a massa M no vértice inferior, que desliza no eixo sobre uma mola; ω indica a rotação; cota 2L de X até o nível O e cota z entre O e M.
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Gabarito: B

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA Vestibular 2015 — coluna Física