P2 de Física 1 da UFRJ - 2018.2

Uma partícula se move sobre uma calha horizontal lisa. A calha horizontal transforma-se, suavemente, a partir do ponto , em uma calha semicircular de raio , tal como indicado na figura. A partícula deixa a calha semicircular no ponto , que se encontra exatamente acima do ponto , com velocidade horizontal.

Sobre o trabalho realizado pela força peso que atua na partícula no trajeto entre os pontos e é correto afirmar que:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

Um sistema é constituído por duas partículas de massas e , presas às extremidades de uma mola de constante elástica . O sistema está inicialmente em repouso em uma mesa horizontal sem atrito e a mola encontra-se na sua posição natural, como mostrado na figura. No instante começam a atuar duas forças constantes de mesmo módulo como indicado na figura. Utilizando os unitários relativos ao sistema de eixos indicado na figura determine:

a) O vetor posição do centro de massa do sistema quando este se encontra em repouso.

b) O vetor posição do centro de massa para um instante posterior a .

Um pequeno bloco de massa está submetido a uma única força resultante que é aplicada paralelamente ao eixo escolhido como . Sabe-se que quando se encontra na posição o bloco está em repouso. A componente de é dada pelo gráfico.

Qual o trabalho exercido pela força no deslocamento da posição até ?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um bloco de madeira de massa está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal de atrito desprezível. Uma mola ideal tem uma de suas extremidades ligada ao bloco enquanto a outra extremidade está ligada a uma parede. Inicialmente a mola não está distendida nem comprimida. Uma bala de massa , com velocidade horizontal de módulo , atinge o bloco e nele fica alojada, fazendo com que a mola seja comprimida de uma distância .

a) Qual o módulo da velocidade do bloco imediatamente após ser atingido pela bala?

b) Qual a constante elástica da mola?

c) Supondo agora que exista atrito entre o bloco e o chão com um coeficiente de atrito cinético entre as superfícies . Calcule qual deve ser a constante elástica de uma outra mola que substituiu a primeira para que a compressão máxima da mola continue sendo .