P1 de Física B - FIS1026 da PUCRIO - 2012.2

Observe a figura e leia atentamente o texto:

No instante , um carro, dirigido por Bruno , se encontra na esquina de um cruzamento enquanto que outro carro, dirigido por Ângela , está em uma rua a da esquina. Bruno viaja para Norte (eixo ) enquanto Ângela viaja para o Leste (eixo ). Em relação ao solo, as velocidades de Ângela e Bruno são constantes e têm mesmo módulo de .

a) Escreva o vetor velocidade de Ângela em relação a Bruno .

b) Encontre o vetor posição de Ângela em relação a Bruno , em função do tempo.

c) Qual é a aceleração relativa de Ângela em relação a Bruno?

Um bloco de peso está deslizando para baixo em um plano inclinado de com a horizontal. Existe atrito entre o bloco e o plano. A aceleração do bloco é de dirigida para cima ao longo do plano.

a) Desenhe o diagrama de corpo livre para o bloco durante a descida.

b) Calcule o valor do coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano.

Um bonde antigo, trafegando a , faz uma curva (plana) à direita com de raio. Neste bonde, existem alças de mão fixas ao teto, com liberdade para inclinar-se em qualquer direção.

c) Vistas por algum passageiro no fundo do bonde, em que direção as alças de mão se inclinam quando o bonde faz a curva? Justifique.

d) Qual é o ângulo que as alças de mão fazem com a vertical?

Considere o mecanismo apresentado na figura, onde o bloco 1 está apoiado em uma superfície sem atrito e o bloco 2 está sustentado por uma polia móvel sem massa (corpo 3 na figura). A polia fixa é ideal. O fio (ideal) conecta o bloco 1 à polia móvel e está fixo ao teto. O fio (ideal) sustenta o bloco 2 à polia 3.

Neste mecanismo, devido ao vínculo existente entre o fio e a polia móvel, o módulo da aceleração do bloco 1, é o dobro do módulo da aceleração do bloco 2, .

As massas dos blocos são e . A massa da polia móvel . Use .

a) Represente os diagramas de corpo livre para os blocos 1 e 2 e para a polia móvel 3, explicitando todas as forças que atuam neles.

b) Escolha sistemas de coordenadas adequados para cada corpo (explicite-os!) e escreva as equações literais (não substitua ainda os valores das massas ou !) resultantes das leis de Newton para os três corpos.

c) A partir das equações do item obtenha literalmente e então substitua os valores fornecidos para encontrar o valor numérico do módulo de .

d) Obtenha o módulo da tração exercida pelo fio sobre o bloco 2.