Questão 16 - 1ª Fase - IME 2025

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. 

Dados: 

• 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: