P1 de Física 1 da UFRJ - 2012.2

Atira-se duas vezes uma bola, verticalmente, de uma mesma altura em relação ao solo; despreze o efeito do ar. Na primeira vez (situação ) a velocidade inicial tem sentido para cima e no segundo caso (situação ) o sentido é para baixo. Nos Dois casos as velocidades iniciais tem o mesmo módulo. Na situação , a bola chega ao solo com velocidade e na situação , com velocidade . É correto afirmar que:

4. Não é possível determinar a relação entre e , pois a altura de lançamento é desconhecida.
5. Não é possível determinar a relação entre e , pois ambas dependem das velocidades iniciais.

Uma partícula desloca-se ao longo do eixo sob a ação de uma força conservativa , correspondente a um potencial , dado pela figura abaixo. Para este potencial entre as opções abaixo a única incorreta é:

1. Na posição a força sobre a partícula é nula;
2. Na posição , tem-se a condição de equilíbrio estável;
3. No deslocamento do corpo de para o trabalho realizado pela força é positivo;
4. O sentido da força na posição é negativo;
5. Na posição a força é nula.

Uma partícula move-se sob a ação de uma única força conservativa , no percurso fechado , como indica a figura abaixo. Afirma-se que para o trabalho desta força nos trechos , e : , , , Como a força é conservativa o trabalho desta força é sempre positivo em qualquer trecho e sentido do percurso. A opção correta para as afirmativas I), II), III) e IV) é:

1. Somente I) e II) estão corretas;
2. Somente II) e IV) estão corretas;
3. Somente I) e III) estão corretas;
4. Somente I), II) e III) estão corretas;
5. Todas estão corretas

Um pequeno bloco de massa está sobre uma superfície horizontal sem atrito ligado a uma mola de constande elástica cuja outra extremidade é fixa em uma parede, como mostra a figura. O bloco é deslocado para , a partir da posição de equilíbrio, e liberado a partir do repouso. Para qualquer instante posterior, o módulo da sua velocicade é dado por:

Um pequeno bloco de massa desliza sobre um plano de inclinação com a horizontal, sem atrito. Sobre ele atuam: a força normal exercida pelo plano e o peso . A opção correta abaixo é:

2. O módulo da aceleração do bloco é igual a g.
3. O módulo da força resultante sobre o bloco é:
4. O módulo da força normal é:
5. A aceleração do bloco tem sempre o mesmo sentido da velocidade, independente de qual seja a sua velocidade inicial.

Duas partículas e movem-se no plano horizontal , respectivamente com velocidades e constantes. A direção do movimento de é perpendicular ao eixo e a direção do movimento de é perpendicular ao eixo ; vide a figura abaixo. Seja a velocidade de com relação a a opção correta é:

4. , pois é perpendicular a
5. Todas as opções acima estão erradas

Um disco horizontal gira em torno de um eixo vertical que passa pelo seu centro, com velocidade angular constante. Coloca-se um corpo de pequenas dimensões e massa sobre o disco a uma distância de do seu centro. Verifica-se que o atrito entre o corpo e a superfície do disco é suficiente para que ele permaneça na mesma posição do disco em que foi colocado. Ou seja, ele não desliza sobre o disco. O disco dá uma volta completa no intervalo de tempo . Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre o corpo e a mesa é , o trabalho realizado pela força de atrito numa volta completa é igual a:

Nas figuras abaixo, a parábola representa a trajetória de um lançamento oblíquo para , de um projétil nas proximidades da superfície da Terra. No ponto mais alto da trajetória do projétil, o diagrama que melhor representa os vetores velocidade e aceleração , neste ponto é: (despreze o efeito da resistência do ar)

1. (II)
2. (I)
3. (III)
4. (IV)
5. Nenhum dos diagramas

Uma partícula de massa pendurada por um fio idel de comprimento é abandonada de um ângulo a partir do repouso com o fio totalmente estendido, como mostra a figura abaixo. Sejam a tração no fio e o peso as forças que atuam na partícula e despreze a resistência do ar. Qual das afirmações está correta?

1. varia com o ângulo
2. O módulo da aceleração da partícula é constante
3. No ponto mais baixo da trajetória, onde é o módulo da velocidade neste ponto
4. Para , a aceleração é nula
5. No ponto mais baixo da trajetória

Um conhecido brinquedo consiste em uma pista contendo um “loop” circular de raio e um trecho horizontal . No ponto , localiza-se um lançador, constituído de uma mola ideal relaxada, de constante elástica . Um carrinho (representado por um pequeno bloco na figura abaixo) de massa é colocado inicialmente em . Empurra-se o carrinho, comprimindo-se a mola de até o ponto . Neste ponto o carrinho é liberado a partir do repouso perfazendo o percurso , perdendo contanto com a mola no ponto e percorrendo todo o “loop” sem perder contato com a sua superfície. Desprezando-se o atrito em todo o percurso e considerando como dados do problema:

, , , e , calcule:

1. O módulo da velocidade do carrinho ao passar por ;
2. O módulo da velocidade do carrinho ao passar por ;
3. Represente em um diagrama as forças que atuam sobre o carrinho ao passar por e determine o módulo da força de contato, , neste ponto;
4. A compressão mínima da mola para que, ao passar por , o carrinho esteja na iminência de perder o contato com o “loop”.