P2 de Física 1 da UNICAMP - 2017.2 Diurno

Com relação a um carro de massa , descendo uma montanha russa de altura inicial , marque a alternativa incorreta:

(A) Se não houverem forças dissipativas, a energia mecânica se conserva.

(B) Se não houverem forças dissipativas, a variação de energia cinética final.

(C) Se houverem forças dissipativas, a energia interna do sistema aumenta durante o movimento.

(D) Se houverem forças dissipativas, a energia mecânica é igual ao negativo do trabalho da força peso atuando sobre o carro.

(E) Se houverem forças dissipativas, variação de energia cinética final.

A energia potencial de uma partícula que se move ao longo do eixo é dada por , onde está em joules e em metros. Se a energia mecânica total é os limites de seu movimento são:

(A) ; ;

(B) ; ;

(C) ; ;

(D) ; ;

(E) ; ;

Um bloco de massa está sendo puxado ao longo de uma superfície com atrito. Se é a força externa que puxa o bloco, a força de atrito, a força peso, a força normal e a força resultante, todas elas atuando sobre o corpo, o trabalho de cada uma dessas forças, após o bloco deslocar-se por 2 metros a velocidade constante vale, respectivamente:

(A) , , , , ;

(B) , , , , ;

(C) , , , , ;

(D) , , , , ;

(E) , , , , ;

Considere a curva de energia potencial, figura 2, , entre duas partículas e , onde é a distância entre elas. Marque a alternativa incorreta:

(A) O ponto de equilíbrio vale .

(B) O ponto de equilíbrio é estável.

(C) Se a energia mecânica total for igual a , a distância das partículas oscila em torno de .

(D) Se a energia mecânica total for igual a , existem dois pontos de retorno: e .

(E) Se a energia mecânica total for maior que zero, existirá apenas um ponto de retorno.

Um bloco de parte do repouso sobre um plano inclinado rugoso que faz um ângulo de com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é . Quando o bloco desce ao longo do plano, a energia mecânica do sistema Terra-bloco:

Dado: (capa da prova)

(A) aumenta de ;

(B) diminui de ;

(C) não se altera

(D) diminui de ;

(E) aumenta de ;

Um próton sofre uma colisão elástica frontal com uma partícula desconhecida que está em repouso. O próton recua com da sua energia cinética inicial. A razão entre as massa da partícula desconhecida e a massa do próton é:

(A)

(b)

(C)

(D)

(E)

No instante , uma partícula de massa tem uma velocidade de . Em , sua velocidade é . Neste intervalo de tempo, o trabalho feito sobre a partícula foi:

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Calcule o trabalho realizado pela força mostrada na figura 1, durante o deslocamento de a metros. Considere o trecho da curva entre e metros como perfeitamente circular. (“” significa "vezes mil".)

(A) ;

(B) ;

(C) ;

(D) ;

(E) ;

Num jogo de bilhar, um jogador deseja colocar a bola roxa/escura na caçapa, como mostrado na figura. Se o ângulo da caçapa é , em que ângulo a bola branca é defletida? Considere que a colisão é elástica e despreze o atrito e o movimento de rotação das bolas, e considere bolas de massas iguais.

(A) .

(B) 50.

(C) .

(D) .

(E) .

Um objeto A de massa está se movendo ao longo do eixo , quando ele colide inelasticamente com um objeto de massa , vindo a parar completamente. Se o objeto A tem uma velocidade inicial , qual é a energia cinética do objeto B?

(A) ;

(B);

(C) ;

(D) ;

(E) ;

Um bloco de massa está parado sobre uma superfície, preso a uma mola presa a uma parede, como mostrado na figura abaixo; A mola tem massa desprezível, constante de mola e comprimento quando não está comprimida. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e o chão é , e quando o bloco é colocado na posição , ele permanece em repouso na superfície. Espresse suas respostas em termos de , , , e constantes fundamentais.

(a) Desenhe o diagrama de forças que agem no bloco quando ele está localizado na posição .

(b) Determine a força de atrito agindo sobre o bloco quando ele esta localizado na posição .

Um astronauta estava vagando em torno de uma estação espacial, sem uma corda que o prendesse a ela. Ele percebe que a estação se afasta dele com velocidade igual a . Ele tem em suas mãos uma ferramenta de massa igual . Para retornar a estação espacial, ele decide lançar a ferramenta na direção formada pela reta que liga ele à estação, mas em sentido oposto a ela, com uma dada velocidade de módulo . Se ele, o astronauta, só com sua roupa espacial (sem contar a ferramenta), tem massa igual a , determine que valor de velocidade ele deve imprimir à ferramenta, de modo que ele passe a se aproximar da estação com velocidade igual a .

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Considere a placa circular de densidade uniforme, de raio , com um buraco quadrado de lado , conforme mostrado na figura 4. Em coordenadas de acordo com os eixos e da figura, onde está localizado o centro de massa da placa?

(A) ; e

(B) ; e

(C) ; e

(D) ; e

(E) ; e

Um bloco de massa está parado sobre uma superfície, preso a uma mola presa a uma parede, como mostrado na figura abaixo; A mola tem massa desprezível, constante de mola e comprimento quando não está comprimida. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e o chão é . Espresse suas respostas em termos de , , , e constantes fundamentais.

(c) O bloco é colocado na posição e solto, permanecendo em repouso. Quando o bloco é deslocado um pouco para a direita desta posição, o bloco começa a se mover sobre a superfície com um coeficiente de atrito cinético .

I. Em termos das variáveis dadas, qual o valor de ?

II. Quanta energia potencial está armazenada no sistema mola-massa logo antes do sistema começar a se mover?

III. O bloco desliza uma distância antes de parar novamente. Determine o coeficiente de atrito cinético .

IV. Em qual posição o bloco tem a velocidade máxima durante o período em que ele se move? DICA: Qual deve ser a aceleração do bloco neste ponto?

V. Qual a velocidade máxima do bloco durante este movimento?