P1 de Física 1 - FIS1033 da PUCRIO - 2013.2

Três blocos de massa , e estão dispostos como visto na figura abaixo. Atua no bloco de massa uma força externa , horizontal e de módulo que faz o conjunto de blocos se movimentar. O bloco de massa não escorrega sobre o bloco de devido ao atrito estático atuando na interface entre estes dois blocos. Não existe atrito entre os blocos de massa e com o solo. Considerando a aceleração da gravidade determine:

Os diagramas das forças que atuam em cada um dos três blocos;

A aceleração do bloco de massa ;

A força que o bloco de massa faz no bloco de massa ;

O coeficiente de atrito estático entre os blocos de massas e .

Um canhão, posicionado sobre um terreno completamente plano, dispara um projétil com um velocidade inicial de módulo fazendo um ângulo de com a horizontal. Considerando a posição incial do canhão como origem do sistema de coordenadas e a aceleração da gravidade determine:

O tempo total de voo do projétil.

O vetor posição do projétil quando o mesmo atinge sua altura máxima.

O vetor velocidade quando o mesmo atinge o solo.

Considere agora que o projétil deva atingir um alvo que está a uma distância de do canhão. Qual deve ser o ângulo de tiro para que o projétil com velocidade inicial de módulo possa atingir o alvo?

Na figura, o fio e a roldana são ideais, e o plano fixo em que se apoia o bloco possui inclinação com a horizontal. Em todas as situações abaixo, o fio permanece tensionado e , mas o bloco pode variar. Quando necessário substituir valores, use .

Neste item, considere e . Se o bloco adquire aceleração para baixo de , calcule o coeficiente de atrito cinético entre o plano e o bloco .

Na figura, o fio e a roldana são ideais, e o plano fixo em que se apoia o bloco possui inclinação com a horizontal. Em todas as situações abaixo, o fio permanece tensionado e , mas o bloco pode variar. Quando necessário substituir valores, use .

Neste item, . Pendurando-se vários blocos diferentes, descobriu-se que o peso máximo sem que o sistema entre em movimento é . Qual é o peso mínimo de que impede o deslizamento no sentido contrário?

Na figura, o fio e a roldana são ideais, e o plano fixo em que se apoia o bloco possui inclinação com a horizontal. Em todas as situações abaixo, o fio permanece tensionado e , mas o bloco pode variar. Quando necessário substituir valores, use .

Neste item, despreze o atrito e suponha que o bloco possui aceleração para baixo. Represente o diagrama das forças que atuam sobre cada bloco e escreva as equações de movimento para ambos (deixe as equações literais e não as resolva).

Neste item, despreze o atrito e considere . Se o sistema parte do repouso e nos primeiros o bloco atinge a velocidade de para baixo, calcule a tensão no fio e a inclinação do plano.