P3 de Física 1 da UNICAMP - 2014.1 Diurno

Uma roda de raio 0,5 metros rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal, como mostrado na figuraabaixo. Começando a partir de repouso, a roda se move com aceleração angular constante de .

A distância percorrida pelo centro da roda no intervalo de tempo de t = 0 a t = 2s é:

1. Zero
5. Nenhuma destas.

Uma roda sólida de massa M, raio R e momento de inércia , rola sem deslizar sobre uma superfíciehorizontal. Uma força horizontal F é aplicada sobre o eixo de rotação da roda e imprime uma aceleração A ao centro de massa da roda. As magnitudes da força F aplicada e a força de atrito da superfície f, respectivamente, são:

1. ,
2. ,
3. ,

As duas questões abaixo relacionam-se à figura:

2. Um sistema é formado por dois corpos, um com massa m e o outro com massa 2m, que estão ligados por uma haste rígida sem massa de comprimento 5l. Como mostrado na figura acima, o sistema pode girar ao redor de um eixo horizontal que atravessa o “Pivot Point”. O sistema está sob a ação da aceleração da gravidade g. Quando o sistema é liberado, a haste começa a rodar com uma aceleração angular cuja magnitude é:

a)

b)

c)

d)

e)

3. Em que momento a aceleração angular se anula?

a) Nunca.

b)Quando o sistema se encontra na vertical.

c) Quando o sistema encontra-se na horizontal, com as posições das massas invertidas.

d) No momento que o torque é máximo.

e) Nenhuma das anteriores.

Um veículo da Ford, tipo Escort, cuja massa é , colide com um veículo de entrega, também da Ford, mas cuja massa é . A colisão acontece em um ângulo reto quando atravessam um cruzamento durante uma tempestade de neve, e a velocidade de ambos os veículos quando entram nesse cruzamento são iguais. Desprezando a força de atrito, qual a trajetória possível de ambos os veículos após a colisão?(admita que os veículos se mantenham preso um ao outro após a colisão).

1. Trajetória
2. Trajetória
3. Trajetória
4. Trajetória
5. Trajetória

Um disco possui momento de inércia de e está submetido a uma aceleração angular constante de Se o disco partiu do repouso o trabalho realizado nos primeiros segundos pelo torque resultante foi de:

1. 0.

A bala de um rifle de ar é disparada horizontalmente e fica alojada dentro um bola feita com massa de modelar suspensa por um fio vertical. O sistema bola + bala sobe até uma altura vertical de . Qual é a velocidade inicial da bala, dado que a sua massa é de e a massa da bola é de.

5. Nenhuma das anteriores.

Um disco que gira com velocidade angular é freado uniformemente até atingir o repouso. Durante afrenagem ele executa uma revolução. Outro disco, idêntico ao primeiro, tem velocidade angular é freado com mesma desaceleração que o primeiro. O número de revoluções que ele executa até atingir orepouso é:

Considere a colisão mostrada na figura. As massas dos blocos bem como as velocidades antes e depois da colisão são fornecidas.

A colisão é:

1. Não é possível porque o momento linear não é conservado.
2. É parcialmente não elástica.
3. É perfeitamente elástica.
4. É caracterizada por um aumento de energia cinética.
5. É totalmente não elástica.

Uma pequena esfera ligada a uma haste rígida leve gira em torno de um eixo perpendicular que está fixado à outra extremidade da haste. Em um certo sistema de referências, a sua velocidade angular é negativa, e a sua aceleração angular é positiva. Se um observador neste sistema de referências se posicionar de modo a ter o eixo de rotação apontando diretamente para si, ele observará a esfera:

1. Girando no sentido horário e desacelerando.
2. Girando no sentido anti-horário e desacelerando.
3. Girando no sentido horário e acelerando.
4. Girando no sentido anti-horário e acelerando.
5. Primeiro girando no sentido anti-horário e, em seguida, no sentido horário.

Quando um homem girando em uma mesa giratória sem atrito estende seus braços (inicialmente juntos aocorpo) horizontalmente, sua velocidade angular:

1. Deve aumentar.
2. Deve diminuir.
3. Deve permanecer a mesma.
4. Pode aumentar ou diminuir, dependendo de sua velocidade angular inicial.
5. Pode aumentar ou diminuir, dependendo de sua aceleração angular .

A figura mostra uma haste rígida de massa M e comprimento l, a qual pode girar em torno de um eixo horizontal que passa pelo seu centro de massa (mostrado como ponto O na figura). Há uma força de atrito entre o eixo de rotação e a haste. Uma bolinha de massa m e raio desprezível é conectada a uma extremidade da haste. Inicialmente o sistema está na posição vertical conforme mostra a figura; ele começa a rodar no sentido horário sob efeito da gravidade, até parar numa posição na qual o ângulo de rotação com relação à direção original é de .

1. Calcule o trabalho da força de atrito durante o movimento.
2. Supondo constante o módulo do torque da força de atrito durante o movimento, qual o seu valor?
3. Qual a aceleração angular (módulo, direção e sentido) do sistema em função do ângulo que a haste faz com a horizontal.

Dados:

Para a barra:

Um quadrado de massa e de lados de comprimento , tem um momento de inércia , quando rodado em torno de um eixo perpendicular à sua superfície, e que passa através do seu centro, como mostrado na figura. Agora, uma partícula, também de massa está ligada a um canto do quadrado, como mostrado. Qual é o novo momento de inércia do sistema sobre o mesmo eixo de rotação?

Um ioiô é pendurado ao teto por um fio que não possui massa nem atrito. Ele é liberado verticalmente a partir do repouso como mostra a figura. O seu centro de massa cai de uma altura em relação a sua altura inicial e, durante a queda, o seu centro de massa move-se verticalmente. A afirmativa correta sobre a dinâmica do ioiô durante a queda é

1. Tração do fio varia linearmente com o tempo durante a sua queda.
2. Em relação ao centro de massa do ioiô o torque resultante é nulo.
3. Em relação ao centro de massa do ioiô o torque da tração é nulo.
4. O torque resultante devido às forças peso e tração sobre o ioiô é constante.
5. a força peso não realiza trabalho sobre o ioiô.

Duas rodas, uma de raio R e outra de raio 2R, são fixadas uma sobre à outra de modo concêntrico e sãolivres para rodar em torno de seu eixo de simetria. Como mostrado abaixo, quatro forças são exercidastangencialmente às rodas.

Qual é a magnitude do torque resultante?

1. Zero