P1 de Física 1 da UFRJ - 2013.1

Uma massa está suspensa no campo gravitacional por uma mola de constante elástica presa ao teto. Efeitos de atrito são desprezíveis e observa-se que o sistema oscila verticalmente em torno de sua posição de equilíbrio. A opção correta é:

1. A energia mecânica do sistema não se conserva, pois alem da força gravitacional sobre a massa há, adicionalmente, a força elástica exercida pela mola.
2. A energia mecânica do sistema se conserva, se considerarmos que esta é a soma das energias cinética e energia potencial gravitacional da massa.
3. A energia mecânica do sistema se conserva, se considerarmos que esta é a soma das energias cinéticas e energia potencial elástica da mola.
4. A energia potencial total, dada como a soma das contribuições de energia potencial gravitacional e energia potencial elástica, é conservada.
5. A energia mecânica do sistema se conserva, se considerarmos que esta é a soma das energias cinética e das energias potencial gravitacional e potencial elástica da mola.

Forças conservativas são tais que:

1. Não possuem variação de energia cinética.
2. Não produzem variação de energia potencial.
3. Não produzem trabalho jamais.
4. Produzem trabalho em trajetórias fechadas.
5. Não produzem trabalho em trajetórias fechadas.

Dois carros e (considerados como partículas) partem da mesma posição no instante e percorrem estradas perpendiculares, seguindo para o norte e o leste, respectivamente, com velocidades contantes e . A distância entre os dois carros no instante satisfaz à relação:

Um pequeno bloco de massa sobre uma mesa horizontal comprime uma mola de constante elástica de uma distância , a partir da posição relaxada da mola em , como mostra a figura. Liberado a partir do repouso, ele realiza um movimento retilíneo horizontal para a direita, onde ele perde o contato com a mola depois da posição , percorrendo em seguida uma distância , quando atinge o repouso; há uma força de atrito constante da supercifie da mesa sobre o bloco em toda a extensão do movimento. O coeficiente de atrito cinético entre a superfície e o bloco é:

A figura mostra um trilho no plano horizontal no qual uma partícula desloca-se da posição para a posição .Dentre os vetores , e indicados na figura, não pode(m) representar uma aceleração da partícula, nas respectivas posições , , e ,

1. ;
2. ;
3. ;
4. e ;
5. e ;

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 instável;
3. No deslocamento do corpo de para o trabalho realizado pela força é negativo;
4. O sentido da força na posição é positivo;
5. Na posição a força não é nula.

Um bloco encontra-se em equilíbrio suspenso por uma mola de constante elástica , presa ao teto com alongamento . O bloco é levantado até a posição em que o alongamento é nulo e abandonado a partir do respouso. Ao descer uma altura o bloco ganha uma energia cinética,

Uma partícula de massa está dentro de um funil de vidro e percorre a sua superfície inferior com um movimento circular uniforme horizontal. Não há atrito entre a parede do funil e a partícula. O ângulo que a parede do funil faz com o seu eixo de simetria é igual a , como mostra a figura. Desprezando a presença do ar, o módulo da força da superfície sobre a partícula e o módulo da aceleração centrípeta da partícula são, respectivamente,

1. e
2. e
3. e
4. e
5. e

Em um lago tranqüilo três barcos , e têm velocidades respectivas , e ( uma constante dada), todas relativas ao referencial constituído por um ônibus estacionado na margem com um sistema de eixos , sendo na horizontal, conforme a figura. Considere o barco como um referencial com sistema de eixos , cada um deles com mesma direção e sentido dos respectivos eixos de . Em relação ao referencial do barco as velocidades do ônibus, do barco e do barco são, respectivamente,

1. , e
2. , e
3. , e
4. , e
5. Nenhuma das respostas anteriores

Um objeto de massa e dimensões desprezíveis parte do repouso e de uma altura , deslizando por uma rampa suave até encontrar uma superfície horizontal, por onde segue até encontrar uma rampa circular de raio , sobre a qual continua seu movimento (veja a figura). Não há atrito em todo o percurso do objeto, que se dá em um mesmo plano vertical (da figura). Expressando suas respostas em termos dos unitários horizontal e vertical indicados na figura, determine

1. O vetor velocidade , nos pontos , e ;
2. O vetor de força normal, , nos pontos , e .

A figura seguinte representa um sistema formado por duas cunhas e , ambas com massa igual a , sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa; não há contato entre a cunha e essa superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies das cunhas é igual a . Sob ação de uma força horizontal constante, aplicada em , como mostra a figura, o sistema se move em movimento retilíneo uniformemente acelerado, sem que a cunha deslize sobre a cunha . O módulo de e demais condições são tais que o atrito entre as cinhas tem que impedir a cunha de deslizar para cima sobre a . Considere como dados , , , o ângulo indicados na figra e a aceleração da gravidade .

1. Determine a força resultante sobre a cunha .
2. Calcule o módulo da força total que a cunha exerce sobre a cunha .
3. Represente em um diagrama todas as forças que agem sobre cada uma das cunhas.
4. Calcule o módulo da força de atrito entre as cunhas.
5. Determine a máxima intensidade da força aplicada , de modo que a cunha ainda não suba deslizando sobre a cunha .