P2 de Física 1 da USP - 2011

Uma bola de massa é presa a um pino por um fio leve e inextensível de 0,8 m de

comprimento. A bola é abandonada quando o fio está na horizontal. Na parte mais baixa da sua trajetória, a bola atinge um bloco de massa , inicialmente em repouso sobre uma superfície áspera. A colisao entre eles pode ser considerada perfeitamente elástica. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é . Considere a aceleração gravitacional .

1. Qual é o trabalho realizado por cada força atuando sobre a bola até o momento logo antes da colisão?
2. Qual é a velocidade de cada corpo depois da colisão?
3. Até que altura sobe a bola após a colisão?
4. Qual é o trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco até parar?
5. Qual é a distância percorrida pelo bloco?

Dentro de uma câmara, temos uma névoa formada por gotículas d'água em suspensão, com uma densidade . Considere um cubo de massa M, se deslocando horizontalmente sem atrito sobre um trilho neste ambiente, com uma velocidade inicial de módulo e direção perpendicular a uma de suas faces, de área A. Despreze a resistência com o ar e o atrito com o trilho.

1. Se o corpo absorver a água ao longo de sua passagem, apenas pela face frontal, percorrendo uma distância , qual vai ser sua velocidade final?

b) Qual a variação de energia do sistema?

c)Considere agora que no lugar de gotículas d'água, temos cristais de gelo, que sofrem colisões elásticas com a superfície do corpo. Considerando que a densidade da névoa é a mesma do caso anterior, qual a velocidade do corpo, decorrido um tempo do início do deslocamento?

Dê suas respostas em termos

Uma pessoa puxa um sistema formado por 2 blocos que encontra-se apoiado sobre uma mesa

horizontal. O sistema está inicialmente em repouso a uma distância em relação a borda da mesa. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco A e a mesa é , enquanto o coeficiente de atrito estático entre os blocos A e B é . As massas dos blocos são . Considerando que a força é aplicada sobre o bloco A em uma direção que faz um ângulo de com a horizontal e adotando .

1. Calcule o máximo valor da força para o qual o bloco B se move junto com o sistema sem deslizar.
2. Calcule o trabalho total realizado por esta força (em seu valor máximo) para mover o sistema até a borda da mesa.
3. Calcule a potência média fornecida pela pessoa para mover o sistema até a borda da mesa na condição acima.
4. Qual o valor da potência instantânea quando o sistema alcança a borda da mesa?

Uma partícula de massa está submetida a um campo de força conservativa em uma dimensão conforme o gráfico abaixo. A energia potencial nesse campo, :

- É constante e igual a para ;

- Decresce linearmente entre e, onde seu valor é (trecho linear);

- Permanece constante entre e (trecho constante);

- É dada por: para (trecho parabólico);

Sendo a partícula abandonada em repouso no ponto :

1. Calcule a energia mecânica da partícula e superponha seu gráfico como função

de ao gráfico do potencial.

b) Calcule o máximo valor de alcançado pela partícula em seu movimento subsequente

e indique no gráfico.

c) Obtenha a expressão para a energia cinética em função de e faça seu gráfico no espaço

apropriado entre os limites inferior e superior que a partícula pode atingir.

d) Obtenha a expressão e faça o gráfico da componente da força que age sobre a partícula

devido a esse potencial em função da posição entre os limites inferior e superior que a partícula

pode atingir.

e) Suponha agora que, ao ser abandonada a partícula nesse campo, seja adicionada uma

força de atrito de módulo constante , contrária ao movimento (por exemplo, atrito

com uma superfécie paralela ao eixo x). Faça o gráfico de para esta nova situação (superposto ao de U(x)), e determine o novo valor máximo de alcançado pela partícula.