P2 de Física 1 da UNICAMP - 2020.1

Uma força de módulo é exercida no lado esquerdo da face de dois blocos que estão colocados lado-à-lado em uma superfície sem atrito, com as duas faces se tocando. A inércia do bloco da direita é e a do bloco da esquerda é .

a) Desenhe o diagrama de corpo livre dos blocos e calcule o módulo da aceleração de cada bloco. b) Qual o módulo e sentido da força de contato que o bloco da esquerda exerce no bloco da direita?

c) Qual o módulo e sentido da força de contato que o bloco da direita exerce no bloco da esquerda?

d) Como suas respostas se alteram nas partes a), b) e c) se a posição dos dois blocos é invertida?

Uma partícula de massa se move com velocidade numa trajetória circular de raio sobre uma mesa sem atrito. A partícula está presa em uma corda que passa por um buraco no centro da mesa como ilustra a figura abaixo. A corda é puxada lentamente para baixo até que a partícula atinja uma distância do buraco e começa a se mover numa nova trajetória circular de raio .

a) Calcule a velocidade final da partícula em função de , e .

b) Calcule a tensão quando a partícula se move numa trajetória circular de raio em termos de e do momento angular .

c) Calcule o trabalho feito pela força de tensão na partícula por integrar . Expresse a resposta em termos de e .

Em um máquina de Atwood dois blocos de massa e estão ligados por uma corda de massa desprezível que passa por uma polia de raio R = 10 cm e massa .

a) Se não há deslizamento entre a corda e a polia, calcule a tração em cada trecho da corda que liga os blocos e a força no suporte que liga a polia ao teto.

b) Se abandonados do repouso, calcule a velocidade dos blocos depois que o bloco mais pesado desce uma distância de .

Um bloco de inércia está localizado na origem de um sistema de coordenadas alinhado em relação a um plano inclinado que faz um ângulo em relação a horizontal (ver a figura abaixo). Você lança um bloco ao longo da inclinação, com velocidade inicial fazendo um ângulo com o eixo do plano inclinado.

a) Qual é o módulo e a direção da aceleração do bloco expressa no sistema de coordenadas indicado na figura?

b) Derive a expressão para a velocidade do bloco em função do tempo, expressa em notação vetorial para o sistema de coordenadas indicado.

c) Qual é o valor máximo do deslocamento do bloco, , ao longo do eixo ?

d) Qual é o máximo deslocamento do bloco, , ao longo do eixo . Ignore o atrito e qualquer outra dissipação.

e) Discuta seus resultados nas situações extremas e