P1 de Física 1 da UFRJ - 2015.1

Uma partícula de massa está presa a um fio ideal de comprimento cuja outra extremidade está fixada a um ponto A no teto.

A partícula é largada do repouso quando o fio faz um ângulo com a vertical. Ao passar pelo ponto mais baixo de sua trajetória, o fio se rompe. Utilize o sistema de coordenadas indicado na figura e despreze todas as resistências.

a) Faça um diagrama das forças que atuam sobre a partícula no momento imediatamente anterior ao rompimento do fio.

b) Calcule o vetor velocidade da partícula neste momento, justificando seus cálculos.

c) Calcule o módulo da tensão no fio no instante imediatamente anterior ao seu rompimento.

d) Sendo a altura que a partícula se encontra no momento do rompimento do fio, medida a partir do chão, obtenha a distância horizontal percorrida por ele desde o instante do rompimento do fio até o instante em que ele atinge o chão.

Afirma-se sobre forças conservativas:

I) O trabalho realizado por forças conservativas sobre uma partícula ao deslocá-la de uma posição inicial a uma posição final é independente da trajetória seguida.

II) Uma força é conservativa se o trabalho desta força ao longo de uma trajetória fechada qualquer é nulo.

III) A energia potencial associada a uma força constante e diferente de zero também é uma constante.

São corretas as afirmativas

(a) I), II) e III);

(b) I) e III);

(c) II) e III);

(d) I) e II) ;

(e) Nenhuma das afirmativas está correta.

A figura mostra a trajetória no plano horizontal de uma partícula que se desloca da posição A para a posição final B. Dentre as setas marcadas nos pontos 1 a 5 da figura, as que podem representar o vetor aceleração da partícula no ponto considerado são

(a) e

(b) e

(c) e

(d) e

(e) e

A figura mostra a energia potencial de uma partícula que move-se ao longo do eixo sob a ação da força resultante associada a . A alternativa FALSA é

(a) Na posição , tem-se a condição de equilíbrio estável;

(b) No deslocamento da partícula da posição para a posição , o trabalho realizado sobre a partícula é positivo;

(c) O sentido da força na posição é positivo;

(d) Na posição , a força sobre a partícula é nula;

(e) No deslocamento da partícula da posição para a posição , a variação da energia cinética é positiva.

Um bloco move-se com velocidade de módulo constante sobre uma superfície plana e horizontal. Sobre ele atuam a força peso, as forças normal e de atrito devidas ao contato do bloco com a superfície e uma força que o empurra. O trabalho realizado pela força resultante sobre o bloco após ele realizar um deslocamento no plano é

(a) positivo;

(b) negativo;

(c) não é possível determiná-lo sem conhecer o módulo da força de atrito;

(d) não é possível determiná-lo sem conhecer a sua trajetória;

(e) nulo;

Uma cunha, formada pela junção de duas rampas inclinadas de ângulos e , está fixa ao solo. Os blocos de massas e estão ligados por um fio ideal que passa por uma polia ideal fixa no vértice da cunha. Os blocos estão inicialmente em repouso e cada um deles encontra-se em uma das rampas, como mostra a figura.

Desprezando o atrito entre os corpos e as superfícies das rampas

a) desenhe o diagrama de forças para cada um dos blocos, separadamente;

b) supondo que as massas sejam tais que o bloco de massa desça a rampa à esquerda, determine o módulo da aceleração ;

c) obtenha a razão para que o sistema permaneça em repouso;

d) de acordo com o item (c), qual o valor da tração no fio?

A figura mostra dois blocos, 1 e 2, de massas e , respectivamente, em contato sobre uma mesa horizontal sem atrito. O movimento é unidimensional. Se é a força com que o bloco de massa é empurrado, é a força com que o bloco 2 empurra o bloco 1, a razão entre os módulos é

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um bloco de massa e dimensões desprezíveis é solto do repouso de uma altura , e desliza em contato com uma superfície de atrito desprezível, como mostra a figura. O deslocamento do bloco e o trabalho realizado pela mola desde o instante de contato entre a mola e o bloco até o instante de máxima compressão da mola são, respectivamente,

(a) e ;

(b) e ;

(c) e ;

(d) e ;

(e) Nenhuma das respostas anteriores é correta.

Uma força horizontal , de módulo 40 N, empurra um bloco de peso 30 N contra uma parede vertical. O coeficiente de atrito estático entre a parede e bloco é 0,80 e o de atrito cinético é 0,60. Suponha que inicialmente o bloco esteja em repouso. A sentença correta é

(a) O bloco começará a se mover e o módulo da força resultante exercida pela parede sobre o bloco vale 32 N;

(b) O bloco começará a se mover e o módulo da força resultante exercida pela parede sobre o bloco vale 51,2 N;

(c) O bloco não se moverá e o módulo da força resultante exercida pela parede sobre o bloco vale 70 N;

(d) O bloco não se moverá e o módulo da força resultante exercida pela parede sobre o bloco vale 50 N;

(e) O bloco não se moverá e o módulo da força resultante exercida pela parede sobre o bloco vale 30 N;