P2 de Física 1 da UNICAMP - 2012.1 Noturno

Um bloco de massa está pendurado, através de um fio leve que passa por uma polia sem massa e sem atrito, a um segundo bloco, também de massa . O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a mesa é 0,40. O bloco sobre a mesa é empurrado contra a mola, comprimindo-a de a partir de sua posição relaxada. A mola tem uma constante elástica de .

a) Mostre o diagrama das forças que atuam em ambos os blocos imediatamente após o bloco sobre a mesa ser solto.

b) Calcule o trabalho da força de atrito no bloco sobre a mesa até que a mola volte à sua posição relaxada

c) Calcule o trabalho da força peso do bloco pendurado enquanto a mola volta à sua posição relaxada;

d) Calcule a velocidade dos dois blocos no instante em que o bloco pendurado desceu .

Uma partícula de massa move-se em uma dimensão ao longo do eixo e de acordo com a energia potencial, em , dada por:

a) Esboce o gráfico de , para

b) Encontre a força associada a esta energia potencial

c) Ache a(s) posição(ões) de equilíbrio, e identifique-o(s) como instável, estável ou indiferente. Justifique sua resposta.

d) Qual é o valor de no ponto de equilíbrio instável?

e) Supondo que a partícula esteja inicialmente em repouso no ponto de equilíbrio estável de , qual é a mínima velocidade que se deve dar a ela para que seu movimento deixe de ser confinado?

Em um bungee jumping, um elástico bastante comprido é amarrado aos pés de uma pessoa, que salta de uma plataforma e cai livremente até ser sustentado pelo elástico. Considere um elástico de tamanho e constante de elasticidade . Despreze a resistência do ar.

a) Desenhe um diagrama de forças que agem sobre a pessoa durante a queda;

b) Faça um gráfico da força resultante atuando na pessoa em função da distância à plataforma de salto;

c) Calcule a distância até a plataforma de salto em que a velocidade de queda é máxima;

d) Encontre a distância até a plataforma de salto em que a velocidade se anula.

Um cachorro de massa caminha preso a uma coleira inextensível e de massa desprezível. A outra extremidade da coleira está amarrada a uma mola de constante elástica , que pode distender-se sem atrito ao longo de um tubo horizontal. A outra extremidade da mola está fixa numa parede. O coeficiente de atrito entre o cachorro e o chão é e na situação mostrada na figura a mola está com a máxima distensão e o cachorro está na iminência de escorregar. Nesta situação:

a) Monte o diagrama de forças agindo sobre o cachorro;

b) Qual é a máxima distensão da mola?

c) Qual a tração na corda?

NOTA: Nos itens (b) e (c), dê sua resposta em função das variáveis descritas no problema e de constantes, somente.