P1 de Física 1 da UFRJ - 2016.2

Um carro pequeno parte do repouso no ponto e segue uma trajetória circular, no sentido anti-horário, como indicado na figura. O módulo de sua velocidade aumenta a uma taxa constante. A alternativa que melhor representa o vetor aceleração nas diferentes posições da primeira volta é:

Dois projéteis idênticos são disparados horizontalmente, com a mesma velocidade inicial e de uma mesma altura . Um deles é lançado próximo à superfície da Terra e o outro próximo à superfície da Lua, onde a aceleração da gravidade é consideravelmente menor do que na Terra. Quais das alternativas abaixo são corretas?

(I) A distância percorrida pelo projétil é maior na Lua que na Terra.

(II) O tempo de voo do projétil é menor na Terra do que na Lua.

(III) O módulo da velocidade do projétil no instante do impacto com o solo é o mesmo na Terra e na Lua.

a) somente I e II

b) somente I

c) somente II

d) somente III

e) somente II e III

f) todas

g) somente I e III

Considere um sistema formado por uma pessoa e um trenó, com massa total , inicialmente em repouso. A pessoa presa ao trenó puxa uma corda ideal com uma força horizontal, constante e de módulo . A corda passa por uma roldana de massa desprezível e está ligada ao trenó, conforme a figura. Considere que o trenó está sobre uma superfície horizontal cujo atrito é desprezível.

a) Desenhe o diagrama de forças que atuam sobre o sistema pessoa + trenó, enquanto a pessoa está puxando a corda;

b) Calcule o tempo necessário que o sistema leva para percorrer uma distância a partir do repouso.

O vetor aceleração de uma partícula é dado por , onde e são constantes positivas. Sabendo-se que a velocidade da partícula em é igual a , com , determine

a) o vetor velocidade em função do tempo;

b) o instante de tempo em que os vetores velocidades e aceleração da partícula são ortogonais entre si.

Um bloco, apoiado sobre uma superfície horizontal com atrito não desprezível, está preso a uma das extremidades de uma mola (que tem sua outra extremidade presa à parede), e executa um movimento oscilatório. Na posição representada na Figura I, a mola está comprimida de uma distância em relação ao seu comprimento natural. Em um instante posterior, ela encontra-se na posição representada na Figura II, com a mola distendida da mesma distância . Em ambas as situações o bloco está se movendo para a direita, com velocidades respectivamente iguais a e . Sendo e as forças exercidas pela mola sobre o bloco nas situações I e II, respectivamente, é correto afirmar que:

a) aponta para a direita, aponta para a esquerda e

b) aponta para a direita, aponta para a esquerda e

c) e apontam para a direita e

d) e apontam para a esquerda e

e) aponta para a esquerda, aponta para a direita e

f) aponta para a esquerda, aponta para a direita e

Um bloco desce um plano inclinado com velocidade constante. Atuam sobre o bloco, além da força peso, apenas as forças normal e de atrito devidas ao contato entre o bloco e a superfície do plano. Considere as seguintes afirmativas:

I – O trabalho realizado pela força resultante sobre o bloco após ele realizar um deslocamento sobre o plano é nulo.

II – O trabalho realizado pela força peso após ele realizar um deslocamento sobre o plano é nulo.

III – O trabalho realizado pela força de atrito após ele realizar um deslocamento sobre o plano é negativo.

Dentre as afirmativas acima estão corretas apenas

a) I e III

b) II

c) I

d) III

e) I e II

f) II e III

g) I, II e III

h) nenhuma está correta

Um pequeno bloco parte do repouso no ponto e desliza sobre uma calha. Sabe-se que há atrito entre o bloco e a calha. Ao abandonar a calha, o bloco percorrerá a trajetória que está representada por uma linha tracejada. Qual a figura que representa corretamente a trajetória?

a) I

b) II

c) III

d) IV

e) V

f) VI

Um pequeno bloco de massa , após ser empurrado a partir do repouso por uma mola de constante elástica , comprimidade uma distância , desliza sobre uma superfície horizontal. Após se soltar da mola, ele passa por um trecho de comprimento , única região em que o atrito não é desprezível e cujo coeficiente de atrito cinético é . No final desta superfície horizontal, o bloco começa a subir uma rampa vertical semicircular de raio . Uma vez na rampa o bloco atinge uma posição, cuja direção faz um ângulo , desconhecido, com a vertical, onde para momentaneamente e volta descendo a rampa; como mostra a figura. Calcule

a) a velocidade do bloco imediatamente antes de começar a subir a rampa semicircular;

b) o ângulo alcançado;

c) o módulo da força normal, ao atingir o ângulo . Apresenta a resposta em função dos dados do problema e do ângulo ;

d) o módulo da velocidade máxima do bloco durante o seu movimento e onde ela ocorre; justifique sua resposta.

Um pêndulo cônico é constituído por uma partícula presa a um fio ideal que faz um ângulo com a vertical, de modo que a partícula esteja em movimento circular uniforme em um plano horizontal. O centro da trajetória está no ponto , como mostra a figura. No instante quando a partícula está em um ponto , pode-se afirmar que o vetor que representa a força resultante sobre a partícula

a) aponta de para .

b) aponta de para .

c) aponta para baixo.

d) aponta para cima.

e) tem a direção tangencial à trajetória circular.

f) tem a direção ao longo do fio.