P3 de Física 1 da UNICAMP - 2014.1 Noturno

Um quadrado homogêneo de madeira de comprimento de lado é colocado sobre uma mesa horizontal e está livre para girar em torno de seu eixo central. O quadrado está sujeito a duas forças como mostrado na figura. Qual a magnitude do torque resultante sobre o quadrado em relação ao eixo de rotação?

a)

b)

c)

d)

e)

Dois corpos de massa e estão sujeitos à ação da gravidade e são pendurados por cordas na extremidade de uma barra de massa desprezível. A barra é apoiada sobre um ponto distante de uma de suas extremidades e permanece em equilíbrio, como mostrado na figura abaixo. Se a corda de apoio ao bloco é cortada encontre o torque agindo no sistema em relação ao ponto de apoio da barra.

a)

b)

c)

d)

e)

Uma roda com momento de inércia é fixada no seu eixo de simetria e está livre para girar sem atrito. A velocidade angular da roda é aumentada de zero até em um intervalo de tempo . Qual é a potência média da roda durante este intervalo de tempo?

Dois discos idênticos e , ambos com momento de inércia rolam sem deslizar ao longo de uma superfície horizontal com a mesma velocidade. Em um dado momento, esta superfície inclina-se para cima. O disco continua o movimento de rolamento e sobe a superfície inclinada sem deslizar. Por outro lado, o disco não sofre nenhum atrito durante a sua subida sobre a superfície inclinada. O disco atinge uma altura de antes de rolar para baixo novamente. A altura atingida pelo disco é:

a)

b)

c)

d)

e)

Um disco horizontal, com um raio de roda em torno de um eixo vertical que passa pelo seu centro. O disco parte do repouso em e tem uma aceleração angular constante de . Em que instante de tempo as componentes radial e tangencial da aceleração linear de um ponto sobre a borda do disco serão iguais em magnitude?

a)

b)

c)

d)

e)

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

a) A colisão não é possível porque o momento linear não é conservado

b) A colisão é parcialmente não elástica

c) A colisão é perfeitamente elástica

d) Há um aumento de energia cinética

e) A colisão é totalmente não elástica

Uma roda rola sem deslizar ao longo de uma estrada horizontal, como mostrado na figura abaixo. A velocidade instantânea do centro da roda é representada por em relação à estrada. Neste referencial, as velocidades instantâneas do ponto mais alto da roda e do ponto em contato com a estrada são dadas respectivamente por:

a) e zero.

b) e

c) e

d) zero e

e) nenhuma das anteriores.

Uma haste fina e uniforme com uma massa é dobrada para formar um hexágono regular de lado . Qual é o momento de inércia do hexágono em torno do eixo que passa pelo seu centro e é perpendicular ao plano formado pelo hexágono? Considere que o momento de uma haste fina de comprimento é dado por .

Um bloco de madeira de massa está se movendo a uma velocidade em uma linha reta. Qual a velocidade que a bala de massa precisa viajar para parar o bloco (suponha que a bala se aloja no interior)?

Na comemoração com fogos de artifício do Réveillon, um rojão é lançado verticalmente e explode no ponto mais alto de sua trajetória em três partes, cada parte tendo uma massa de . Uma parte vai para a esquerda e outra vai diretamente para baixo, conforme é mostrado no diagrama. Qual é a direção mais provável da terceira parte?

a) Direção

b) Direção

c) Direção

d) Direção

e) Nenhuma dessas são prováveis de ocorrer.

Uma pequena esfera ligada a uma extremidade de 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 negativa. Observando o sistema a partir da direção positiva do eixo de rotação, a esfera está:

a) girando no sentido horário e desacelerando.

b) girando no sentido anti-horário e desacelerando.

c) girando no sentido horário e acelerando.

d) girando no sentido anti-horário e acelerando.

e) Primeiro girando no sentido anti-horário e, em seguida, no sentido horário.

Um homem com os braços junto ao corpo está em cima de uma cadeira giratória que gira sem atrito. Quando o homem estende os braços:

a) A velocidade angular da cadeira aumenta

b) A velocidade angular da cadeira continua a mesma

c) O momento de inércia do homem diminui

d) A energia cinética do sistema aumenta

e) O momento angular do sistema continua o mesmo

Uma pá da hélice de um helicóptero pode ser considerada como sendo uma barra uniforme e longa. Se cada uma das três pás do rotor de um helicóptero possui de comprimento e de massa, determine:

(a) O momento de inércia de cada uma das três pás do rotor com relação ao eixo de rotação, e o momento de inércia do conjunto.

(b) O módulo, direção e sentido do torque (constante) que o motor deve exercer sobre o rotor para levá-lo (do repouso) a uma velocidade angular de rotações por segundo em segundos (deixe claro sua escolha de sistema de coordenadas).

(c) A energia cinética e o momento angular (módulo, direção e sentido) do conjunto em .

Dado: Para uma barra, o momento de inércia com relação ao eixo (perpendicular a barra) que passa pelo centro de massa vale .

Considere uma serra circular movida por um motor. O centro do disco da serra, quando a mesma é usada para cortar madeira, fica submetido a um torque cujo módulo vale . Se, nesta situação, tal disco gira com uma velocidade angular constante de , o trabalho realizado pelo motor em . vale:

a)

b)

c)

d)

e)

Um ioiô, disposto como mostrado na figura abaixo, repousa sobre uma superfície sem atrito. Quando uma força é aplicada sobre a corda, o ioiô:

a) move-se para a esquerda e gira no sentido anti-horário.

b) move-se para a direita e gira no sentido anti-horário.

c) move-se para a esquerda e gira no sentido horário.

d) move-se para a direita e gira no sentido horário.

e) move-se para a direita e não gira.