P2 de Física 1 da UNICAMP - 2019.2

Um plano inclinado que faz um ângulo com a horizontal tem uma mola de constante elástica no seu ponto mais baixo. Um bloco de massa é liberado próximo ao topo do plano inclinado e se move para baixo comprimindo a mola em em relação ao seu tamanho relaxado. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície do plano inclinado é .

1. Calcule a energia dissipada pela força de atrito como funções das variáveis dadas no enunciado.
2. Encontre uma relação entre a compressão da mola e a altura do ponto de onde o bloco é liberado.

Em um brinquedo de parque de diversões conhecido como carrinhos de bate-bate, pessoas conduzem pequenos carros envoltos em borracha (de forma que uma colisão entre dois carros é praticamente elástica). Suponha que um carro que contem um adulto de e se desloca a uma velocidade de atinge um carro conduzido por uma criança de se deslocando com a mesma velocidade no sentido contrário. Suponha também que cada carro tem uma inércia de .

1. Calcule a velocidade do centro de massa do sistema antes e depois da colisão.
2. Considerando que a colisão demora , calcule a aceleração média de cada carrinho durante a colisão e a força média exercida por um carrinho sobre o outro carrinho.

Uma pedra de massa caindo em queda livre é capturada por uma pessoa de inércia . Ao atingir a mão da pessoa a pedra tem velocidade , e durante a captura o braço da pessoa se desloca verticalmente para baixo por uma distância . Considerando um sistema formado pela pedra+planeta, calcule o trabalho realizado por cada força externa que age no sistema entre o instante que a pessoa inicia o movimento de captura da pedra até o instante que a pedra para na mão da pessoa. Escreva a Lei de conservação de Energia do sistema pedra+planeta.

A figura abaixo dois blocos, um dos quais está em cima de uma mesa, ligado a o outro bloco a partir de uma corda de massa desprezível que passa por uma poia de baixo atrito. O segundo bloco, de inércia , está suspenso no ar. Considere que o coeficiente de atrito estático entre o bloco de inércia e a mesa vale .

1. Faça o diagrama de corpo livre para cada um dos blocos, indicando todas as forças que atuam em cada um deles.
2. Sabendo que a inércia do bloco suspenso no ar é , determine qual deve ser a inércia do bloco que está sobre a mesa para que o sistema fique em repouso.