P1 de Física 1 da UFRJ - 2012.1

Um carro sobe uma ladeira em linha reta com velocidade constante em relação a um referencial fixo ao chão da ladeira; considere a Terra como um referencial inercial. Uma pessoa num helicóptero observa que a velocidade do carro em relação a ele é zero. Qual destas afirmações em relação ao referencial do helicóptero é verdadeira?

1. A aceleração do helicóptero em relação ao referencial fixo do chão é diferente de zero
2. O referencial do helicóptero é inercial
3. As Leis de Newton não são aplicáveis nesse referencial
4. Como a velocidade do helicóptero não é dada não é possível saber se o referencial do helicóptero é inercial ou não
5. Nenhuma das respostas anteriores

O vetor posição de um corpo em função do tempo, , é , onde (posição inicial), (velocidade inicial) e (aceleração) são vetores constantes. Afirma-se que: se e tem a mesma direção o movimento é retilíneo. a trajetória é um arco de parábola para qualquer . esta equação descreve um movimento circular uniforme. se o movimento é retilíneo e uniforme. A resposta correta é:

1. I e II estão corretas
2. I e III estão corretas
3. II e III estão corretas
4. I e IV estão corretas
5. Nenhuma delas esta correta

Ao ser disparado verticalmente um projétil atinge uma altura máxima . Se o mesmo projétil é disparado numa direçãoo que faz ângulo com a horizontal, a altura máxima atingida é igual a:

Uma partícula descreve um movimento circular, com velocidade de módulo constante e igual a . Num intervalo de tempo em que percorre da circunferência, o módulo de seu vetor velocidade média é igual a

Um corpo de massa ao ser largado de uma altura , apartir do repouso, num plano inclinado de um ângulo em relação a horizontal, atinge uma velocidade de módulo ao chegar na base do plano. Há atrito entre o corpo e a superfície do plano sendo o coeficiente de atrito cinético igual a . O mesmo corpo quando largado sob as mesmas condições em outro plano de mesma inclinação, mas sem atrito, atinge a base do plano com uma velocidade cujo módulo é o dobro da situação anterior. O valor de é igual a:

Sobre um corpo atuam duas forças bidimensionais e e a aceleração do corpo é nula. Qual afirmação é verdadeira?

1. e constitiuem o par ação e reação
2. A força é igual à força
3. Se em relação a um sistema de referencia a componente de em relação a é positiva e a componente de em relação a é negativa então nesse mesmo referencial a componente de em relação a é negativa e a componente de em relação a é positiva
4. A força tem o mesmo módulo que a força pois as componentes de e são iguais em qualquer sistema de referência
5. A força tem o mesmo módulo que a força mas não existe nenhuma relação entre as componentes destas forças pois estas dependem do sistema de referencia escolhido

Uma única força conservativa atua em uma partícula paralela ao eixo horizontal de um sistema de coordenadas. A energia potencial desta força é dada pela figura abaixo. Qual opção representa corretamente os vetores (direção, intensidade e sentido) das forças que atuam sobre a partícula nos pontos e respectivamente.

1. diagrama 4
2. diagrama 1
3. diagrama 5
4. diagrama 2
5. diagrama 3

Um corpo de massa é visto descendo um plano com velocidade constante; só há o plano e o corpo. Sabendo-se que o ângulo de inclinação do plano em relação à horizontal é igual a , pode-se afirmar que a resultante das forças que o plano inclinado exerce sobre o corpo tem módulo igual a

Considere um pêndulo constituído de um fio de massa desprezível de comprimento e um corpo de massa . Preso ao teto o fio é esticado horizontalmente e o pêndulo abandonado a partir do repouso. Para que o pêndulo movimente-se sem o fio arrebentar, a intensidade da tração mínima que o fio deve suportar é

Um observador parado no solo vê um pacote caindo de um avião, com velocidade de módulo igual a , mas que faz um certo ângulo com a vertical; considere a Terra um referencial inercial. Simultaneamente o piloto do avião, que voa na horizontal com velocidade constante, vê o mesmo pacote caindo na vertical, com velocidade de módulo igual a . O módulo da velocidade do avião em relação ao observador no solo é

Um bloco de massa está sob a ação de uma força horizontal constante sobre uma superficie horizontal sem atrito. Sobre ele há um bloco de massa , preso à esquerda por um fio ideal. Este fio passa por uma roldana ideal que encontra-se fixa a uma parede vertical, e o conecta ao bloco de massa . Os segmentos do fio são paralelos ao plano horizontal; vide a figura abaixo. Suponha que haja atrito entre os blocos em contato entre si. Considere como conhecidos os valores dos coeficientes de atrito estático e cinético , as massas e e o módulo da aceleração da gravidade .

1. Isole os blocos e represente por meio de um diagrama de corpo livre todas as forças que atuam em cada um deles.
2. Suponha inicialmente que os blocos estejam em repouso. Determine o valor máximo do módulo de , para que o sistema permaneça em repouso.
3. Considere agora que , cujo módulo é igual a , seja capaz de colocar os blocos em movimento com aceleração constante. Para o intervalo de tempo no qual os blocos permanecem em contanto entre si, determine os vetores aceleração de cada bloco em função de , , , e .
4. Determine o módulo da tração do fio, para o caso do item anterior c)

Um bloco de massa e dimensões desprezíveis encontra-se sobre um plano horizontal. Ele comprime uma mola de constante elástica no pondo de uma distância em relação à posição ; conforme mostra a figura. Liberado neste ponto a partir do repouso ele percorre o trajeto perdendo contato com a mola no ponto , onde a mola está relaxada. Somente entre e , separados de uma distância desconhecida há atrito. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies do bloco e do plano na região . Após o ponto há uma rampa sem atrito. A partir do ponto , final da rampa, a superfície é horizontal e tem uma altura em relação à horizontal do trecho ; vide a figura.

1. Determine a velocidade do bloco no ponto ;
2. Determine a distância entre os pontos e , dispondo que a velocidade do bloco em é nula;
3. Determine a compressão mínima, , da mola necessária para que o bloco atinja o ponto no topo da rampa.