P1 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2013.2

1. Um balão de Hélio, sob condições normais, ergue uma cesta e uma carga com massa( cesta + carga + material do que é feito o balão) de . Nessas condições, a massa específica do ar é de e a do Hélio é de .

1. Desenhe o diagrama de forças e calcule qual deve ser o volume mínimo do balão de Hélio para erguer a cesta com carga.
2. Suponha que o balão de ar esteja com o volume calculado no item a. Se a carga ( for removida, calcule o módulo da aceleração na nova situação.

Na figura está representado um grande reservatório de água de altura , com uma tubulação horizontal de raio acoplada na lateral . Esta tubulação muda para uma tubulação vertical de menor raio na saída 2, , onde a água escoa para a atmosfera. Na figura

1. Determine a altura para que a velocidade na saída 2da tubulação seja de
2. Calcule a diferença de pressão entre as saídas 1 e 2 da figura, .(Valem os valores do item a).
3. Quando a água escoa pra atmosfera no ponto 2, observa-se que o diâmetro do filete de água diminui enquanto cai. Calcule a distância que a água deve cai pra que o raio diminuía de ( na saída 2) para .( Valem os valores do item a).

Um bloco de é unido a uma mola e colocado em um superfície horizontal sem atrito. Uma força horizontal de é necessária para manter o bloco em repouso quando é puxado de de sua posição de equilíbrio. O bloco é liberado do repouso a partir deste ponto e realiza um movimento harmônico simples.

1. Encontre a constante de força da mola e a frequência de oscilação.
2. Determine a energia cinética máxima do bloco.
3. Considere agora que o bloco esteja em repouso na sua posição de equilíbrio e um projétil de massa com velocidade de atinge o bloco, como mostra a figura (a) abaixo. O projétil fica preso no bloco, como mostrado na figura (b), e o sistema bloco+projétil passa a oscilar num movimento harmônico simples . Determine a amplitude do MHS resultante.



4. Se o projétil do item c) atingir o bloco quando este se encontra com velocidade nula na posição , qual será a nova amplitude do movimento?

(B) Um béquer com água tem massa total de e está em repouso sobre um prato de balança. Um bloco de alumínio de , suspenso por um dinamômetro, é totalmente mergulhado na água do béquer, como mostra a figura ao lado.( massa específica do alumínio: , massa específica da água: )

c) Determine a leitura do dinamômetro, calibrado em

d) Determine a leitura da balança, em