Questões de Máquina de Atwood e Associação de Blocos (Física)

O Pilates® tem como base um conceito denominado de contrologia, que consiste no controle consciente de todos os movimentos musculares do corpo. A execução das atividades pode ser feita tanto com poucos acessórios quanto com aparelhos constituídos de molas e roldanas que promovem um aumento na carga do exercício, possibilitando movimentos para vários grupamentos musculares. As constantes elásticas das molas utilizadas no método Pilates® são identificadas por cores: 128 N/m para a mola azul e 88 N/m para a mola amarela.
Adaptado de http://www1.fisica.org.br/fne/phocadownload/ Vol16-Num2/a05.pdf
Ao realizar uma determinada atividade utilizando apenas a mola amarela, duas alunas, Carolina e Fernanda, fizeram a seguinte solicitação para a instrutora:
Carolina: Está muito pesado! Por favor, diminua a carga. Fernanda: Está muito leve! Quero realizar o exercício com a maior carga possível.
Qual das ações propostas a seguir atende os objetivos das alunas?

No sistema esquematizado a seguir, o fio e a polia são ideais, a influência do ar é desprezível. Os blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 6,0 kg e 4,0 kg, encontram-se inicialmente em repouso, nas posições indicadas. O bloco A é liberado com a mola ainda não deformada. Calcule a deformação máxima sofrida pela mola. 

Adote: Constante elástica da mola = 1000 N/m. Módulo da aceleração da gravidade = 10 m/s². Despreze a massa da mola.

O sistema mostrado na figura a seguir é uma máquina de Atwood que consiste numa polia de massa 2kg e raio R, que pode girar em torno do eixo fixo passando pelo centro da polia. Os dois blocos, de massa 2kg e 1kg, estão ligados por um fio inextensível de massa desprezível. 

Desprezando todos os atritos e sabendo que os blocos são abandonados do repouso, pode-se concluir que o módulo da aceleração dos blocos é:

Há um antigo aforisma grego que diz: “o que se poupa em esforço, perde-se em tempo”. Para verificar a veracidade desta afirmativa, suponhamos que uma pessoa, com o auxílio de uma corda e de uma roldana fixa (ambas ideais), deseje suspender um bloco, com movimento uniforme, fazendo com que ele suba uma altura h. Numa primeira tentativa ele faz o bloco subir verticalmente, como ilustra a figura 1 a seguir.



Nesse caso, a pessoa exerce sobre o bloco uma força  por intermédio da corda e o bloco gasta um tempo t₁ para subir h. Numa segunda tentativa, ela faz o bloco subir uma rampa inclinada em relação à horizontal, ao longo da reta de maior declive, como ilustra a figura 2 a seguir. 


Nesse caso, a pessoa exerce sobre o bloco uma força  por intermédio da corda e o bloco gasta um tempo t₂ para subir h. Suponha que em ambas as tentativas o bloco suba com velocidades de módulos iguais e considere os atritos desprezíveis.
São feitas três afirmações:
I. O fato de  confirma o aforisma. II. A pessoa teve que despender a mesma energia em ambas as tentativas. III. A potência desenvolvida pela pessoa na segunda tentativa foi menor do que na primeira tentativa.
Está correto o que se afirma em

Dois blocos A e B, livres da ação de quaisquer forças externas, movem-se separadamente em um plano horizontal cujo piso é perfeitamente liso, sem atrito. (ANTES DA COLISÃO)

O bloco A tem massa m_A = 1 kg e move-se com uma velocidade V_A = 1 m/s, na direção do eixo y, no sentido indicado no desenho.

O bloco B tem massa m_B = 1 kg e move-se com velocidade V_B = 2 m/s fazendo um ângulo de 60° com o eixo y, no sentido indicado no desenho. Após a colisão movimentam-se juntos em outro piso, só que agora rugoso, com coeficiente de atrito cinético µ_c =0,1, conforme o desenho abaixo. (DEPOIS DA COLISÃO)

O conjunto dos blocos A e B, agora unidos, percorreu até parar a distância de:

DADOS: aceleração da gravidade g = 10 m/s²

^{sen 60° = √3/2 e cos 60° = 1/2}