P3 de Física 1 - FIS1033 da PUCRIO - 2009.1

Qual é o ângulo entre o vetor momento linear de uma partícula e o seu vetor momento angular ? Justifique

Uma partícula descreve uma trajetória circular com módulo da velocidade constante.

Como se altera o seu momento angular se o módulo do momento linear for duplicado?

Se o raio do círculo for triplicado, porém o módulo da velocidade se mantiver inalterado, como se altera o momento angular da partícula?

Um bloco de massa desconhecida é solto do repouso na posição em uma rampa sem atrito com formato de quarto de círculo ilustrado abaixo. Calcule a componente radial da aceleração e o módulo da aceleração angular do bloco quando ele atingir a posição P.

Utilize

nenhuma das respostas acima.

Seja uma barra de comprimento sobre a qual agem as forças ilustradas acima e sejam as seguintes equações:

Diga quais são as equações para a situação de equilíbrio estático, tomando como origem dos torques a extremidade superior da barra.

e

e

e

e

nenhuma das respostas acima.

Um carretel de raio externo, raio interno (), massa e momento de inércia em relação ao centro de massa é puxado ao longo de um piso horizontal rugoso por um fio que exerce uma tração , conforme a figura. O coeficiente é um número adimensional e o coeficiente de atrito estático é . Suponha haver rolamento sem deslizamento. Faça corretamente o que for solicitado em função dos dados fornecidos a partir das leis físicas sobre torque e rolamento.

Obtenha uma expressão para o valor da aceleração do centro de massa .

Encontre uma expressão para o módulo da força de atrito estático

Agora considere que o carretel é jogado tangencialmente sobre o piso (cujo coeficiente de atrito cinético vale ) com velocidade inicial do centro de massa , no sentido positivo do eixo , e velocidade angular inicial . Não há tração nesse caso. Seja , e . Determine se no instante de tempo quando e o carretel parou de deslizar e iniciou o rolamento sem deslizamento.

A figura mostra uma barra homogênea pendurada, de comprimento e massa , que gira em torno de um eixo numa de suas pontas. A barra, inicialmente em repouso, é atingida por uma partícula de massa num ponto abaixo do eixo. Admita que a colisão é perfeitamente inelástica. Qual deve ser a velocidade da partícula para que, após a colisão, o ângulo máximo entre a barra e a vertical seja de ?

Utilize .