P3 de Física 1 da UNICAMP - 2013.1 Noturno

Um halter é formado por uma barra de massa desprezível e comprimento que sustenta nas suas extremidades duas esferas, cada uma de massa e raio desprezível. Ele está girando em torno de seu centro de massa. Em 3 revoluções, o halter diminui o módulo de sua velocidade angular de e , com aceleração angular cujo módulo é constante.

1. Faça um desenho esboçando qualitativamente os vetores angulares inicial, velocidade angular final e aceleração angular.
2. Calcule o módulo da aceleração angular do halter.
3. Calcule o intervalo de tempo em que ocorre o decréscimo de velocidade descrito.
4. Calcule o momento de inercia do halter.
5. Qual deve ser o torque aplicado sobre o halter para provocar o decréscimo de velocidade descrito?

Um projetil de está viajando para o leste com módulo de velocidade igual a quando de repente explode em 3 pedaços. Um fragmento da explosão, com massa de vai para o oeste a outro fragmento, também de , viaja a norte da velocidade inicial, com Dados:

1. Qual a velocidade (módulo, direção e sentido) do terceiro fragmento?
2. Qual a velocidade (módulo, direção e sentido) do centro de massa imediatamente após a explosão? Justifique a sua resposta.
3. Calcule a energia liberada na explosão.

Dois discos montados sobre o mesmo eixo podem ser acoplados e girar como se fossem um só. O primeiro disco, com um momento de inercia de em relação ao eixo, é posto pra girar no sentido anti-horário a . O segundo disco, com um momento de inercia de em relação ao eixo, é posto para girar no sentido anti-horário a . Em seguida, os discos são acoplados.

1. Qual é a velocidade angular dos discos após o acoplamento?
2. Qual é a razão entre as energias cinéticas depois e antes do acoplamento,
3. Se o segundo disco fosse posto para girar no sentido horário, qual seria a velocidade angular do conjunto após o acoplamento? Qual seria o sentido de rotação dos discos?

Uma pedra esférica, uniforme e maciça parte do repouso e rola pra baixo de uma colina de de altura. A metade superior da colina é áspera o suficiente para fazer a pedra rolar sem deslizar, mas a metade inferior está coberta de gelo e não há atrito. Dado: momento de inércia de uma esfera girando ao redor do eixo que passa pelo seu centro de massa:

1. Desenhe as forças que agem sobre a pedra quando ela desce a parte superior da colina, justificando o sentido da força de atrito.
2. Qual é o modulo da velocidade de translação da pedra quando ela atinge a base da colina?
3. Qual é o módulo da velocidade angular da pedra na base da colina?