P1 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2019.2

A figura mostra uma caixa de aço de base quadrada com lado e altura e massa total . (Forneça as resposta em notação cietífica com o número adequado de algarismos significativos).

(a) Determine a profundidade de equilíbrio e mostre que ela não depende da aceleração da gravidade .

(b) Qual o volume de petróleo deve ser adicionado no interior da caixa de modo a manter seu bordo superior acima da superfície da água?

Considere um tanque onde a água pode escoar para fora passando por dois canos com seção retas de áreas diferentes. No exterior do tanque temos a pressão atmosférica . A área do cano exterior é e a do cano interior é . A altura é desconhecida, e a área do tanque é muito maior que a área dos canos. A vazão através do cano é de .

(a) Calcule a velocidade de saída da água.

(b) a velocidade da água ao longo do cano de área .

(c) a altura .

(d) a pressão manométrica dentro do cano de área .

(e) a pressão manométrica no ponto supondo que ele se encontra tão distante dos canos que a velocidade do fluido pode ser considerada nula.

A figura mostra um objeto com forma de estrela, livre para girar ao redor de seu centro de massa e com a ponta superior presa a uma mola. O primeiro gráfico mostra a função [rad, ms] que descreve a posição angular da ponta superior da estrela em função do tempo . O segundo gráfico mostra o torque produzido pela força elástica da mola em função de . A relação entre a deformação do comprimenrto da mola e o ângulo é dada por . A relação entre o torque aplicado à estrela e a força exercida pela mola é dada, para pequenos ângulos, por . Considere .

Determine:

(a) a constante elástica da mola.

(b) a frequência angular do MHS resultante.

(c) o momento de inércia da estrela

(d) a constante de fase .