P1 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2013.1

Na figura, um cubo de aresta e de massa é mantido submerso, com a face superior a uma profundidade de , num tanque aberto que contém água

Na superfície do tanque a pressão é atmosférica. (

1. Calcule o valor da pressão manométrica e da pressão absoluta na face inferior do cubo.
2. Suponha que o cubo seja liberado a partir da profundida descrita acima. Determine a força resultante sobre o cubo imediatamente após a liberação.
3. Desprezando as forças de atrito viscoso, calcule o tempo que demora a face superior para atingir a superfície do tanque.
4. Depois de algum tempo, observa-se que o cubo flutua com uma das faces paralela à superfície da água. Calcule a altura da parte submersa do cubo.

Durante um conserto de uma roda-gigante com raio de metros, um técnico deixa apenas um dos carrinhos instalado. Para testes, a roda é acionada por volta de meio-dia, até atingir uma velocidade angular constante correspondente a uma volta a cada segundos, no sentido anti-horário. O técnico então observou que a sombra do carrinho projetada no chão descreve um movimento harmônico simples. Suponha que o técnico começou a observar a sombra quando o carrinho se encontrava no alto da trajetória. (Adote o ponto central da projeção como origem do eixo e considere que a sombra possui velocidade inicial negativa).

1. Encontre a amplitude do movimento da sombra projetada no solo.
2. Encontre o período e a frequência angular deste movimento.
3. Escreva as equações que descrevem a posição, a velocidade e a aceleração da sombra em função do tempo neste movimento harmônico simples.
4. Faça uma gráfico da sombra em função do tempo para dois períodos. No gráfico devem estar indicados, numericamente, os valores máximo e mínimo da posição e os tempos em que a sombra atinge esses pontos.

O abastecimento de água de um prédio é feito por uma tubulação, conforme o esquema a figura abaixo. Após passar por canos de seção reta e , a água segue por um cano de seção reta até sair( ponto 4) para a caixa d’água localizada no alto do edifício. Entre as posições 1 e 2 na tubulação é colocado um manômetro que mede a diferença de pressão . A altura do prédio é e o volume da caixa d’água é

1. Encontre a velocidade , no ponto 1 do encanamento.
2. Determine a vazão no tubo e o tempo necessário pra encher a caixa d’água.
3. Determine a velocidade , com que a água sai pela extremidade do tubo no alto do edifício.
4. Determine a pressão manométrica no ponto 1(, que foi necessária para fornecer a vazão calculada.