Prova Física Teórica e Experimental 1  2012-1 P1 3

Prova Física Teórica e Experimental 1 2012-1 P1 3

UERJ - Instituto de Física - Departamento de Física Teórica

Primeira Prova de Física Teórica e Experimental I - Data: 18/05/12 - C

Nome (letra de forma):

1. Uma partícula move-se no plano e a sua posição (rem metros) em função do tempo (t em segundos) é descrita pela função vetorial r(t) = ( 20 t , - 2 t2 + 20 t). Calcule:

    1. A velocidade e a aceleração da partícula em função do tempo.

    2. A velocidade média e a aceleração média entre os instantes t = 0 e t = 1 s.

    3. O instante de tempo em que a partícula alcança a altura máxima (para t > 0).

    4. A altura máxima alcançada (ymax).

    5. O instante de tempo em que a partícula bate no solo (y = 0).

2. Uma corrente com quatro elos (1 kg cada) é puxada para cima por uma força vertical (assinalada na figura abaixo) de módulo igual a 52 N.

a) Desenhe um diagrama das forças que atuam sobre cada elo.

b) Escolha um sistema de referência e escreva as forças nesse referencial

c) Escreva as leis de Newton para o problema e deduza as equações pertinentes.

d) Calcule a aceleração da corrente.

e) Calcule as forças que atuam nos elos.

3. Um caixote de massa m é puxado por meio de uma corda (como mostra a figura abaixo à esquerda) com uma velocidade constante. A tração na corda é T e o ângulo entre a corda e a horizontal é .

      1. Escolha um referencial e desenhe um diagrama das forças que atuam sobre o caixote.

      2. Calcule a força que o solo exerce no caixote.

      3. Calcule o coeficiente de atrito entre o solo e o caixote.

      4. Calcule o trabalho realizado por cada uma das forças em um deslocamento do caixote de D metros.

      5. Qual seria a aceleração do caixote se o coeficiente de atrito baixasse, repentinamente, para a metade do seu valor?

4. Considere uma vasilha semi-esférica de raio R (conforme a figura acima à direita). Um cubo de gelo de massa m cai da borda da vasilha (desconsidere o atrito).

a) Qual o módulo da velocidade do cubo de gelo quando ele passa pelo fundo da vasilha?

b) Faça um diagrama das forças que atuam no cubo de gelo quando ele passa pelo fundo da vasilha.

c) Qual a força que a vasilha exerce sobre o cubo de gelo quando este passa pelo fundo da vasilha?

d) Qual o módulo da velocidade do cubo de gelo no ponto A assinalado na figura?

e) Qual a força que a vasilha exerce sobre o cubo de gelo quando este passa ponto A assinalado na figura.

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