IME 2025 (CFG 2024/2025 · 1ª fase) · questão 16

Questão 16 IME 2025 · CFG 2024/2025 · 1ª fase: Dinâmica (leis de Newton)

Física › Dinâmica (leis de Newton)Vestibulares

Figura da questão

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.

Dado: 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:

  1. A
    \(2g/19\), de baixo para cima (enrolando o fio)
  2. B
    \(2g/19\), de cima para baixo (desenrolando o fio)
  3. C
    \(4g/19\), de baixo para cima (enrolando o fio)
  4. D
    \(4g/11\), de cima para baixo (desenrolando o fio)
  5. E
    \(4g/11\), de baixo para cima (enrolando o fio)
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Gabarito: Alternativa A: \(2g/19\), de baixo para cima (enrolando o fio).

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