P1 de Física B - FIS1026 da PUCRIO - 2018.1

Um corpo de de massa se desloca sobre um trilho horizontal plano no sentido positivo do eixo . A força resultante que está agindo sobre o corpo tem sua componente ao longo do eixo positivo dada por com em metros e em Newtons. O corpo parte do repouso na posição e se move até entrar novamente em repouso ao final do percurso.

a) Calcule como varia o trabalho realizado pela força resultante sobre o corpo em função da sua posição .

b) Sabendo que a força ao longo do percurso passa de positiva para negativa, encontre o valor do trabalho na posição da transição de sinal da força.

c) Qual é o valor do trabalho total realizado sobre o corpo ao longo de todo o percurso?

d) Qual é a posição final em que o corpo entra em repouso novamente?

Um bloco de massa e com velocidade inicial na parte horizontal do trajeto, sobe uma superfície circular sem atrito de raio .

Dados:

a) Determine o módulo da velocidade do bloco na posição ilustrada na figura se .

b) Determine o valor da força normal que age no bloco nesta mesma posição.

Um bloco de massa inicialmente em repouso e a uma altura desliza para baixo sobre a superfície de um plano inclinado que faz um ângulo com a horizontal. O plano inclinado permanece em repouso enquanto o bloco desliza sobre ele. Depois de ter chegado à base do plano o bloco continua a deslizar por uma distância ao longo de uma superfície horizontal até entrar em repouso. O coeficiente de atrito cinético é o mesmo entre o bloco e ambas as superfícies. Utilize obrigatoriamente a Lei de Conservação de Energia.

Dados:

a) Determine o valor da energia potencial que o bloco possui assim que ele chega à superfície horizontal.

b) Determine o valor da energia cinética que o bloco possui assim que ele chega à superfície horizontal.

c) Determine a distância percorrida pelo bloco ao longo da superfície horizontal até ele entrar em repouso.

Um automóvel descreve uma curva compensada que faz um ângulo com a horizontal. A massa do carro é e o raio da curva é dado por . Utilize o número apropriado de algarismos significativos.

Dados:

a) Determine a velocidade necessária para que o carro faça a curva com segurança sem precisar do auxílio do atrito.

b) Indique no desenho todas as forças que agem no carro quando sua velocidade for igual a . Escreva as equações para o movimento do carro nesta situação usando o sistema de eixos indicado no desenho. O sistema de equações não precisa ser resolvido.