Prova Física Teórica e Experimental 1 2011-2 P1 2

Prova Física Teórica e Experimental 1 2011-2 P1 2

UERJ - Instituto de Física - Departamento de Física Teórica

Primeira Prova de Física Teórica e Experimental I - Data: 17/10/11 - B

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) = (120 t , -5 t2 + 160 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. Um pintor de 60 kg está sobre uma plataforma de 30 kg suspensa por uma roldana ideal (veja a figura abaixo à esquerda). Puxando a corda ele faz a plataforma subir com aceleração de 1/3 m/s2.

  1. Desenhe o diagrama de forças que atuam no pintor e na plataforma e escolha um sistema de referência.

  2. Escreva as forças no referencial escolhido.

  3. Escreva as leis de Newton para o pintor e para a plataforma.

  4. Determine cada uma das forças que atuam no pintor.

  5. D

    etermine cada uma das forças que atuam na plataforma.

3. Um bloco de massa m é colocado no topo de uma rampa de altura h que faz um ângulo com a horizontal (acima à direita). Supondo que o bloco vai deslizar, e que o coeficiente de atrito cinético vale , responda os itens abaixo:

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

  2. Calcule as forças que atuam no bloco.

  3. Calcule a aceleração do bloco.

  4. Calcule o trabalho de cada uma das forças que atua sobre o bloco do início ao fim da rampa.

  5. Calcule a energia mecânica do bloco no fim da rampa.

4. Considere uma vasilha semi-esférica de raio R (conforme a figura abaixo). 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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