P1 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2017.2

II – A figura abaixo mostra que, se pendurarmos um bloco na extremidade de uma mola de constante elástica k, a mola sofrerá um alongamento h = 4 cm. Se puxarmos o bloco ligeiramente para baixo a partir da posição de equilíbrio e depois liberarmos, ele oscilará com certa frequência. Qual deve ser o comprimento de um pêndulo simples para que oscile com a mesma frequência?

Considere uma esfera oca metálica suspensa por uma corda, de massa desprezível, presa em uma plataforma de madeira (, com área da base e altura . O sistema está flutuando na água e a parte submersa da plataforma é igual a 70% do seu volume total.

a) Calcula qual seria a porcentagem de volume submerso da plataforma caso não existisse a esfera suspensa.

b) Calcule a tensão na corda, considerando a casca esférica suspensa na plataforma.

c) Sabendo que o volume externo da esfera é 10 vezes menor que o volume da plataforma, calcule a massa da esfera.

d) Calcule a aceleração da esfera caso a corda seja cortada.

I – Um oscilador harmônico simples é formado por um bloco preso a uma mola com constante elástica k = 200 N/m. O bloco desliza em uma superfície sem atrito,com ponto de equilíbrio em x = 0. O gráfico da velocidade do bloco em função do tempo, v(t), aparece na figura.

Considere:

Determine:

a) O período de oscilação do movimento, a frequência angular e a massa do bloco.

b) A amplitude do movimento.

c) A constante de fase e a função deslocamento x(t) do movimento.

d) A energia mecânica do oscilador.

e) O gráfico da energia cinética em função do tempo, indicando valores representativos das escalas (use o mesmo intervalo do gráfico acima).

O suprimento de água de uma casa é feito por um tubo de 4 cm de diâmetro (ponto 1). Um tubo com diâmetro de 2 cm leva a água a uma altura de 7 m até a caixa d’água (ponto 2). A bomba coloca 600 L de água na caixa em 10 minutos. Considere o escoamento ideal.

a) Calcule a velocidade com que a água sai para a caixa.

b) Calcule a pressão manométrica que a bomba deve manter no ponto 1.

c) Calcule a potência da bomba para manter essa vazão.