P2 de Física 1 da USP - 2014

Um bate-estaca usa um motor de potência para levantar um martelo de massa até uma altura (relativa ao topo da estaca). Ao final do levantamento, a mesma é solta e bate sobre a haste sendo fixada no solo.

Qual o tempo de subida do martelo?

Qual a velocidade do martelo no momento de impacto?

Qual o impulso que o martelo transmite em um ciclo (entre o início da subida e o final do impacto)?

Se dobramos a potência do motor, e mantemos o mesmo tempo de subida, qual solução dará mais impulso ao martelo: dobrar a massa, ou dobrar a altura? Demonstre.

Dado .

Uma partícula de massa pode se deslocar em uma dimensão, submetida a um potencial dado por em unidades do SI: em Joules (), e em metros ().

Determine a expressão da força atuando sobre a partícula em função da posição .

Calcule as posições de equilíbrio da partícula.

Determine as condições de equilíbrio em cada ponto, ou seja, se é estável, instável ou indiferente.

Se uma partícula de massa for deixada na condição de equilíbrio estável com velocidade de , ela realiza um movimento periódico? Justifique.

Considere uma esteira muito longa que se move com uma velocidade constante de (um motor mantém essa velocidade). Jogamos sobre essa esteira caixas de a uma taxa de caixa por segundo. Cada caixa inicialmente escorrega sobre a esteira, mas devido ao atrito cinético, cujo coeficiente é , as caixas terminam por se mover com a mesma velocidade da esteira. Considere que as caixas caem verticalmente sobre a esteira.

Qual o valor da energia cinética fornecida para cada caixa?

Qual o módulo da força de atrito?

Que energia é fornecida pelo motor ao sistema, para cada caixa que cai?

Conforme as caixas vão caindo sobre a esteira, qual deve ser a força que o motor deve exercer sobre a esteira de maneira a mantê-la a uma velocidade constante?

Dois pêndulos de comprimento estão suspensos juntos conforme a figura abaixo. O pêndulo (de massa ) é solto a partir do repouso de uma altura enquanto que o pêndulo (de massa ) está em repouso na posição vertical.

Considerando inicialmente que a colisão é elástica determine:

A velocidade do pêndulo imediatamente antes do choque.

A velocidade de cada pêndulo imediatamente depois do choque.

Supondo agora que a colisão seja inelástica e os dois pêndulos fiquem grudados após a colisão, qual a máxima altura que os dois pêndulos atingem?

Quanta energia foi dissipada na colisão inelástica?

Dado: .