1º EE de Física 2 da UFPE - 2019.1

A figura abaixo ilustra um cubo de aresta e massa , totalmente imerso em um fluido de densidade constante . O cubo é suspenso por um fio inextensível, como mostrado na figura. No local, a aceleração da gravidade é constante e igual a  , e aponta para baixo (na direção paralela ao fio), enquanto a pressão do ambiente é a pressão atmosférica, que também é constante e igual a . Nestas condições, calcule:

(a) O módulo da força de empuxo a que o cubo está submetido.

(b) O módulo da força de tensão no fio.

(c) A pressão na face inferior do cubo.

A figura abaixo ilustra um satélite de massa que está em movimento em uma órbita elíptica ao redor de um planeta de massa . O planeta encontra-se localizado em um dos focos da elipse (ponto ). As distâncias mínima e máxima entre o planeta e o satélite são, respectivamente, (distância entre o foco e o ponto , chamado periélio) e (distância entre o foco e o ponto , chamado afélio). Nestas condições:

(a) Determine a razão entre a energia mecânica do sistema no ponto e a energia mecânica no ponto , isto é, .

(b) Calcule o módulo das velocidades do satélite nos pontos e .

Uma escada de massa apoia-se numa parede vertical numa região onde a aceleração da gravidade  é constante. A extremidade superior da escada está a uma altura do chão, e a distância da extremidade inferior da escada à parede também é . (veja a figura abaixo). Na situação I, não existe atrito entre a escada e a parede, mas existe atrito entre a escada e o chão. Já na situação II, existe atrito entre a escada e a parede, e também entre a escada e o chão. Onde há atrito, temos um coeficiente de atrito estático dado por , sendo . Em ambas as situações (I e II), a escada encontra-se em equilíbrio estático, mas está na eminência de escorregar. Nestas circunstâncias, calcule:

(a) O valor do coeficiente de atrito estático na situação I.

(b) O valor do coeficiente de atrito estático na situação II.