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4152214 Ano: 2025
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: IME

Enunciado 4689271-1

 

Um drone quadricóptero de massa \( m \) é controlado por seu operador, de forma a executar uma trajetória vertical com aceleração constante para cima. De repente, seus quatro motores falham ao mesmo tempo e param bruscamente. Por conta de sua velocidade vertical já adquirida, o quadricóptero ainda continua sua trajetória para cima após a falha, atingindo ao final uma altura máxima \( h \) após \( \Delta t \) desde a partida do chão. Sabe-se que a força vertical \( F \) gerada por cada motor do drone é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade angular \( \omega \) do mesmo propulsor.

 

Dados:

    massa do drone: \( m = 190\ g \); altura máxima atingida pelo drone, incluindo aceleração e desaceleração: \( h = 9\ m \); tempo de voo total do drone desde a saída do chão até atingir a altura máxima: \( \Delta t = 6\ s \); força vertical gerada por cada motor do drone: \( F = C_T\omega^2 \); constante de proporcionalidade: \( C_T = 5 \times 10^{-7} N.s^2/rad^2 \); aceleração da gravidade: \( g = 10\ m/s^2 \).

Observação:

    considere que os propulsores atinjam suas velocidades angulares instantaneamente assim que comandados.

A velocidade angular dos propulsores imediatamente antes da falha, em rad/s, é

 

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