Exame de Física 1 da UNICAMP - 2019.2

Um garoto de está em pé a do centro de um carrossel que tem um momento de inércia de . O garoto e o carrossel estão ambos inicialmente parados. Num determinado momento, o garoto começa a correr em círculo, com velocidade de , em relação ao solo.

(a) Calcule a velocidade angular (módulo, direção e sentido) do carrossel.

(b) Calcule a velocidade do garoto em relação à superfície do carrossel.

Dois carrinhos de brinquedo de inércias e estão mantidos juntos um ao outro por uma mola comprimida entre eles. A energia inicialmente armazenada no sistema é . Quando o sistema é liberado, os carros estão livres para se mover.

1. Se você medir a velocidade do carro de como para a direita, qual é a velocidade (módulo, direção e sentido) do outro carro?
2. Considerando o sistema formado pelos dois carrinhos e pela mola, escreva a lei de energia para o sistema e determine a energia térmica perdida pelo sistema após a liberação dos carrinhos.

A figura ao lado representa o gráfico da velocidade por tempo para dois objetos, e , de massas e , respectivamente, que se movem em linha reta num trilho de atrito desprezível, antes e após eles colidirem entre si. O objeto B está inicialmente em repouso.

1. Determine a velocidade do centro de massa do sistema antes e após a colisão.
2. A sobre o objeto durante a colisão.

Um bloco de inércia sobre uma rampa sem atrito está preso a um barbante fino. O barbante passa por uma polia e está preso a uma massa pendurada . A rampa está inclinada com um ângulo de acima da horizontal.

1. Considerando a polia ideal e sem atrito, determine o valor de que faz o sistema se mover de forma que o bloco de inércia suba a rampa com velocidade constante.
2. Considerando agora que a polia é um disco com inércia e raio , determine o valor de que faz o sistema se mover e forma que o bloco de inércia suba a rampa com aceleração .