Exercícios sobre torque e uma chave de roda

(UCB) Suponha que determinada atleta segura uma massa de peso 400 N, de modo que braço e antebraço façam um ângulo reto conforme apresentado na figura.

Considerando que as velocidades relativas dos componentes desse sistema são nulas, as distâncias do ponto de aplicação das forças, a partir do cotovelo, são de 2,0 cm para o ligamento do músculo do bíceps, 30 cm para a massa e 10 cm para o centro de massa do antebraço, e que o peso do antebraço é de 20 N, o módulo da força exercida pelo ligamento do músculo do bíceps é igual a

a) 380 N.

b) 420 N.

c) 6.100 N.

d) 8.300 N.

e) 12.200 N.

(Unifor) Marcos Levi vai dirigindo seu veículo por uma estrada, quando de repente um dos pneus fura ao passar por um prego que se encontrava em seu caminho, obrigando-o a parar e trocar o pneu. Com a chave de rodas em formato de L, ele não conseguiu soltar os parafusos da roda do carro. Levi, lembrando-se das aulas de Física, consegue liberar os parafusos, aumentando o braço da chave com um cano de ferro que conduzia no porta-malas. Observe o esquema da chave L antes e depois da utilização do cano de ferro.

A grandeza física que aumentou com o uso do cano de ferro foi:

a) Energia.

b) Torque.

c) Quantidade de movimento.

d) Impulso.

e) Força.

Um motorista tenta girar um parafuso de uma das rodas de seu carro que furou após passar sobre um prego. A distância entre o ponto de aplicação da força e o parafuso é de 30 cm, e a força é aplicada sobre um ângulo de 30° em relação à chave de roda. Sabendo que a distância entre a extremidade da chave de roda e o parafuso é de 40 cm, marque a alternativa correta:

a) O motorista faria menos esforço se aproximasse o ponto de aplicação da força do parafuso.

b) O giro do sistema seria mais efetivo se o ângulo de aplicação da força fosse de 45º.

c) O esforço feito pelo motorista seria menor se a distância entre o ponto de aplicação da força e o parafuso fosse maior.

d) A determinação do torque da força feita pelo motorista é τ = F.x.cos30º.

e) Todas as alternativas estão incorretas.

Um motorista, ao trocar um pneu furado, executa os seguintes passos.

I. Acopla um cano de metal à chave de roda;

II. Gira os parafusos;

III. Retira a roda;

IV. Coloca o pneu reserva;

V. Aperta os parafusos apenas com o uso da chave de rodas.

Marque a alternativa correta a respeito dos passos detalhados acima.

a) Em I, a intenção foi aumentar o braço de alavanca a fim de facilitar o giro da roda.

b) Em V, o prolongamento da chave de roda não foi feito, pois o torque necessário para apertar os parafusos é muito menor que aquele necessário para afrouxá-los.

c) Em I, a intenção foi aumentar o braço de alavanca a fim de fazer um menor esforço para rotacionar os parafusos.

d) Em V, o prolongamento da chave de roda poderia deixar o processo mais lento, já que a força para apertar os parafusos é menor que a necessária para afrouxá-los.

e) Todas as alternativas estão incorretas.