P3 de Física 1 da UNICAMP - 2018.2

Se o vetor momento angular de uma partícula é constante, é incorreto dizer:

A. Que o torque total sobre a partícula é sempre nulo.

B. Que os vetores posição e momento linear da partícula mantém-se num plano perpendicular ao vetor momento angular.

C. Que a área varrida pela trajetória é constante quando a partícula está sob ação de uma força central atrativa.

D. Que a força total sobre a partícula é sempre nula.

E. Que tem uma resposta acima incorreta

Uma haste uniforme de massa e comprimento é colocada verticalmente acima de um pivô sem atrito, como mostrado na figura abaixo. A partir da vertical, a haste cai para o solo. Com que velocidade a extremidade livre da haste atinge o solo?

A.

B.

C.

D.

E.

Uma esfera e um cilindro de massas e raios iguais são soltos simultaneamente, sem velocidade inicial, em um mesmo plano inclinado e rolam para baixo. Então:

A. O cilindro alcança a base do plano primeiro porque ele adquire maior energia rotacional;

B. A esfera alcança a base do plano primeiro porque ela tem maior inércia;

C. A esfera o cilindro chegam juntos à base do plano;

D. A esfera alcança a base do plano primeiro porque ela adquire maior energia rotacional;

E. Nenhuma alternativa é correta;

Um objeto está se movendo em uma trajetória circular com metros de raio a uma velocidade escalar constante de . O tempo necessário para uma revolução é:

A.

B.

C. .

D. .

E.

Para que uma amostra de sangue em uma centrífuga com de raio seja submetida a uma aceleração centrípeta de , a centrífuga deve atingir uma velocidade de:

A.

B.

C.

D.

E.

Considere o anel de raio e massa total , desenhado na figura abaixo. O momento de inércia com relação a um eixo que passa por seu ponto de centro de massa e é paralelo ao plano do anel, conforme a figura, é . Determine o momento de inércia com relação a um segundo eixo que é paralelo ao primeiro, mas que passa pelo ponto conforme a figura.

A.

B.

C. .

D.

E.

Considere uma estação espacial em formato de anel de raio igual a e massa igual a . Para que um tripulante da estação espacial sinta, sobre a superfície do anel, uma aceleração de queda livre efetiva igual a (use ), determine a velocidade angular (em ) e o momento angular (em ) da estação espacial girando em torno de seu eixo de simetria. O momento de inércia de um anel, com relação ao seu eixo de simetria, é igual a sua massa vezes o raio ao quadrado.

A. e

B. e

C. e

D. e

E. e

Um disco e um anel de mesmo raio, mesma massa total e mesma velocidade, rolam sem deslizar sobre uma superfície plana. Em um dado momento, ambos encontram um plano inclinado e o sobem até pararem momentaneamente. Qual a razão entre a altura máxima atingida pelo anel pela altura máxima atingida pelo disco? Formulário: ,

A.

B.

C.

D.

E.

Em um movimento circular uniforme onde os vetores posição, velocidade e aceleração da partícula valem e , respectivamente, (considere a origem do sistema de referência no centro do círculo) marque a alternativa correta para o resultado das seguintes equações:

, e /()

A. , respectivamente;

B. , respectivamente;

C. , respectivamente;

D. . , respectivamente;

E. , respectivamente;

Considere uma partícula de massa girando em torno de um ponto com velocidade angular e raio , um anel de raio e massa total girando em torno de seu eixo de simetria com a mesma velocidade angular, e um disco de massa total girando em torno de seu eixo de simetria com a mesma velocidade angular. Se os momentos de inércia da partícula, do anel e do disco forem iguais a e , respectivamente, assinale a resposta certa:

A.

B.

C. .

D.

E.

Um corpo rígido é formado por três barras finas de comprimento , unidas na forma de uma letra . O corpo pode girar livremente em torno de um eixo horizontal que coincide com uma das "pernas"do . O corpo é liberado a partir do repouso em uma posição em que o plano de está na horizontal. Qual é a velocidade angular do corpo quando o plano do está na vertical?

A.

B.

C.

D.

E.

A partir do gráfico da figura abaixo, da velocidade angular em função do tempo, qual das seguintes afirmações é verdadeira à respeito da aceleração angular e do deslocamento angular em cada segmento?

I. No segmento A; ,

II. No segmento B; ,

III. No segmento C; ,

IV. No segmento D; ,

A. Somente IV;

B. Somente I;

C. Somente I e IV;

D. Somente I e III;

E. Somente II e III;

Uma esfera de bronze sólida de massa e raio rola sem deslizar ao longo de um plano inclinado após ser solta do repouso de uma altura . O momento de inércia da esfera em relação a um eixo que passa pelo seu centro que centro é e a aceleração da gravidade é . O plano inclinado forma um ângulo com a horizontal, como mostra a figura abaixo:

(a) Há atrito entre a esfera e o plano inclinado? Como você chegou a essa conclusão?

(b) Há conservação de energia mecânica? Justifique sua resposta levando em consideração o respondido no item (a).

(c) Utilizando considerações de energia, determine a velocidade com que a esfera atinge a base do plano inclinado.

(d) Obtenha a velocidade na base do plano inclinado já calculada no item (c) utilizando agora considerações de dinâmica (ou seja, aplicando a segunda lei de Newton).