Questão 16 — Dinâmica — Conservação da Energia e Transmissão de Movimento Circular (Física) — Instituto Militar de Engenharia (IME) 2024

Física Dinâmica — Conservação da Energia e Transmissão de Movimento Circular

Instituto Militar de Engenharia (IME) 2024 Médio

Instituto Militar de Engenharia (IME) · Concurso de Formação e Graduação

Gabarito disponível

Vetor g apontando para baixo. Disco A de raio r engrenado ao disco B de raio 2r; B é concêntrico ao disco C de raio r; C está engrenado ao disco D de raio 3r, concêntrico ao disco E de raio r. Todos os centros na mesma horizontal. Um fio desce da borda esquerda de A até a massa m; outro fio desce da borda direita de E até a massa 2m.

Cinco discos A, B, C, D e E, de centros fixos, giram solidariamente conforme a geometria da figura. Duas partículas de massas m e 2m enrolam ou desenrolam fios inextensíveis às mesmas velocidades escalares das bordas de seus respectivos discos.
Dados:
• aceleração da gravidade: g;

Observações:
• os cinco discos estão inicialmente em repouso;
• os cinco centros dos discos estão na mesma horizontal;
• o disco A está engrenado ao disco B;
• ao girar, o disco B faz o disco C girar à mesma velocidade angular, pois B e C são concêntricos;
• o disco C está engrenado ao disco D;
• ao girar, o disco D faz o disco E girar à mesma velocidade angular, pois D e E são concêntricos;
• a partícula de menor massa está associada ao disco A e a de maior massa ao disco E;
• despreze as massas dos discos e desconsidere quaisquer deslizamentos.

Pelo princípio da conservação da energia, a aceleração (módulo e sentido) da partícula de maior massa, após o início de seu movimento, é:

Selecione uma alternativa A) 2/19 g, de baixo para cima (enrolando o fio) B) 2/19 g, de cima para baixo (desenrolando o fio) C) 4/19 g, de baixo para cima (enrolando o fio) D) 4/11 g, de cima para baixo (desenrolando o fio) E) 4/11 g, de baixo para cima (enrolando o fio)