PUC-SP 2019 — questão 13 de Física

Enunciado em texto

Quando necessário, adote os valores da tabela:

• módulo da aceleração da gravidade: $10\ \text{m.s}^{-2}$ • calor específico da água: $1{,}0\ \text{cal.g}^{-1}.{}^{\circ}\text{C}^{-1}$ • densidade da água: $1\ \text{g.cm}^{-3}$ • $1\ \text{atm} = 1{,}0.10^{5}\ \text{Pa}$ • $k = 9 \times 10^{9}\ \text{N.m}^2.\text{C}^{-2}$ • 1cal = 4,0 J

No sistema abaixo, inicialmente em equilíbrio estático, temos um bloco maciço B, de massa 6kg, e um recipiente A, de massa desprezível, contendo 3 litros de água. O recipiente A possui um orifício, inicialmente fechado, em sua base que permite o escoamento uniforme de 30g da água a cada segundo, quando aberto.

Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre o bloco B e a superfície do plano inclinado vale 0,5, determine o tempo máximo, em unidades do SI, para o qual ainda teremos a conservação do equilíbrio estático do sistema, após a abertura do orifício do recipiente A. Considere ideais a polia e o fio que une os corpos.

Dados: senα= 0,5; cosα=0,8

[Figura: plano inclinado de ângulo α. O bloco B está sobre o plano, preso a um fio paralelo à rampa que passa por uma polia no topo e desce na vertical até o recipiente A, com água, pendurado; uma seta indica, na base de A, o “orifício inicialmente fechado”.]

(A) 80.

(B) 60.

(C) 40.

(D) 20.

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2019 — PUC-SP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).