P2 de Física I da UFF - 2017.1

Um carro de se move com uma velocidade de módulo . Se um caminhão de possui uma energia cinética vezes maior que a do carro em questão, qual o módulo da velocidade do caminhão?

(A) 63 km/h

(B) 45 km/h

(C) 54 km/h

(D) 36 km/h

(E) 90 km/h

Um famoso experimento proposto por Galileu consiste em dois objetos de massas diferentes (uma pena e um martelo, por exemplo) largados simultaneamente a partir do repouso desde uma altura em relação ao solo. Considere que este experimento seja realizado em uma grande câmara de vácuo em um laboratório na superfície da Terra, e sejam e as massas dos dois objetos, onde . Analise as seguintes afirmações a respeito deste experimento:

I) À medida que cada objeto descreve o movimento de queda livre, sua energia cinética aumenta de quantidades iguais durante distâncias percorridas iguais.

II) O trabalho realizado pela força gravitacional durante a queda livre é menor sobre o objeto de massa .

III) Ao tocar o solo, ambos os objetos possuem a mesma energia cinética.

IV) Ao tocar o solo, a energia cinética do objeto de massa vale .

São CORRETAS as afirmações:

(A) I, II e IV

(B) I, III e IV

(C) III e IV

(D) I, II e III

(E) I, II, III e IV

Qual das seguintes afirmações a respeito do trabalho realizado por uma força conservativa agindo sobre uma partícula é INCORRETA

(A) Depende das posições inicial e final da partícula, mas não depende de sua trajetória.

(B) Pode sempre ser expresso como a diferença entre os valores inicial e final de uma energia potencial.

(C) É nulo sempre que o ponto final da trajetória coincidir com o ponto inicial.

(D) Pode modificar a energia cinética da partícula.

(E) Não muda de valor quando o sentido de percurso da trajetória da partícula é invertido:

Em uma superfície horizontal sem atrito, um bloco colide com uma mola colada a outro bloco, o qual está inicialmente em repouso. Quando a compressão da mola é máxima, ambos os blocos possuem a mesma velocidade. Considerando o instante imediatamente anterior à colisão e o instante de compressão máxima da mola, quais quantidades são conservadas?

(A) momento linear e energia mecânica

(B) apenas o momento linear

(C) apenas a energia cinética

(D) momento linear e energia cinética

(E) momento linear e energia potencial

Dois blocos se movem sobre uma superfície horizontal sem atrito, conforme indicado na figura. O bloco de , inicialmente movendo-se para a direita com rapidez de , colide com o segundo bloco de , que está inicialmente movendo-se para esquerda com rapidez de . Após a colisão, o bloco de move-se para a esquerda, com rapidez , e o bloco de passa a se mover para a direita, com rapidez de . Esta colisão pode ser caracterizada como:

(A) perfeitamente elástica.

(B) parcialmente elástica.

(C) completamente inelástica.

(D) caracterizada por um aumento da energia cinética.

(E) não é possível caracterizar a colisão, pois o momento linear não foi conservado.

Dois discos uniformes de mesma espessura têm a mesma massa, mas são feitos de materiais de diferentes densidades. O disco com menor momento de inércia em relação a um eixo perpendicular ao plano do disco passando pelo centro é

(A) o disco feito do material mais denso

(B) o disco feito do material menos denso

(C) nenhum dos dois, os momentos de inércia são iguais

(D) o disco com maior velocidade angular

(E) o disco com maior torque

Considere as seguintes afirmações:

I. Um corpo em rotação livre (não sujeito a forças externas) gira em torno do centro de massa.

II. O centro de massa de um corpo rígido é um ponto do corpo.

III. O momento de inércia de um corpo rígido depende somente da posição do eixo de rotação e da massa total do corpo.

É (são) verdadeira(s) a(s) afirmação(ões)

(A) I, II e III

(B) I e III

(C) II e III

(D) I

(E) III

Um objeto sofre um deslocamento sob a ação de uma força constante que aponta para o norte. O trabalho realizado pela força é positivo. Qual das afirmações é necessariamente verdadeira sobre a velocidade média do objeto durante o deslocamento?

(A) A velocidade média é zero.

(B) A velocidade média aponta para o norte.

(C) A velocidade média aponta para o sul.

(D) A velocidade média tem uma componente na direção norte.

(E) A velocidade média tem uma componente na direção sul.

Um objeto é largado de uma altura . Se a resistência do ar puder ser desprezada, qual dos gráficos abaixo descreve corretamente a energia mecânica deste objeto como função de sua altura, ?

(A) I

(B) II

(C) III

(D) IV

(E) V

Uma haste rígida vertical de massa e comprimento pode girar livremente em torno do eixo horizontal (perpendicular ao papel) que passa por sua extremidade inferior. O momento de inércia da haste em relação ao eixo de rotação é . A haste é liberada a partir do repouso e começa a girar em torno de sua extremidade inferior. Quando passa pela posição vertical invertida, o módulo da velocidade angular da haste é

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Ao empurrar uma caixa de massa sobre um piso plano com velocidade constante, uma pessoa realiza trabalho a uma taxa . Se a rapidez da caixa é , qual o coeficiente de atrito cinético entre o piso e a caixa? Assuma que a força do empurrão da pessoa sobre a caixa seja exercida horizontalmente.

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

O gráfico abaixo representa a energia potencial de uma partícula que se movimenta ao longo do eixo de coordenadas sob a influência exclusiva de uma força conservativa . Sabendo que a energia mecânica da partícula é e que sua posição inicial é , analise as seguintes afirmações:

I) A componente da força para é negativa.

II) A posição representa um ponto de equilíbrio estável.

III) O trabalho realizado pela força no deslocamento da partícula desde a posição até a posição é .

São FALSAS as afirmações:

(A) I, II e III

(B) II e III

(C) I e II

(D) I e III

(E) todas são verdadeiras

Duas molas idênticas, de constante elástica e comprimento relaxado , estão conectadas a um bloco, conforme ilustrado na figura . Nesta configuração, as molas estão estendidas a um comprimento . Uma força externa é capaz de arrastar o bloco para a direita, percorrendo uma distância , e mantê-lo nesta posição (ver figura ). Calcule o trabalho realizado pela força externa sobre o bloco.

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Um objeto efetua um deslocamento sujeito à ação de duas forças, uma força conservativa e uma força dissipativa . Seja o trabalho realizado pela força conservativa e o trabalho realizado pela força dissipativa.

Sobre a variação da energia do objeto durante o deslocamento, é INCORRETO afirmar que:

(A) A variação da energia cinética do objeto é .

(B) A variação da energia potencial do objeto é

(C) A variação da energia térmica do objeto é

(D) A variação da energia mecânica do objeto é

(E) A energia total do objeto não é conservada durante o deslocamento.

Um objeto de massa , que parte do repouso, desliza sobre um plano inclinado e posteriormente percorre uma pista circular vertical de raio , conforme ilustrado na figura abaixo. Durante todo o movimento, o atrito sobre o objeto é desprezível. Qual o menor valor possível para (ver figura abaixo) para que o objeto percorra a trajetória circular sem nunca perder contato com a pista?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E) zero

Uma roldana com de raio está montada num eixo horizontal sem atrito. O momento de inércia da roldana em relação ao eixo de rotação é . Uma corda de massa desprezível está enrolada na roldana e presa a um bloco de que desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito. A corda não desliza em relação à roldana. Se uma força horizontal de módulo é aplicada ao bloco, qual é o módulo da aceleração angular da roldana?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Os dois sistemas mostrados na figura estão livres para girar em torno de eixos fixos que passam pelo centro dos discos. Eles diferem apenas pelas duas massas móveis posicionadas a diferentes distâncias do eixo de rotação. Se os blocos, que são iguais, são liberados simultaneamente a partir do repouso, qual das afirmações abaixo é correta?

(A) O bloco da direita chegará primeiro ao chão porque o momento de inércia em relação ao eixo de rotação é maior.

(B) O bloco da direita chegará primeiro ao chão porque o momento de inércia em relação ao eixo de rotação é menor.

(C) O bloco da esquerda chegará primeiro ao chão porque o momento de inércia em relação ao eixo de rotação é maior.

(D) O bloco da esquerda chegará primeiro ao chão porque o momento de inércia em relação ao eixo de rotação é menor.

(E) Os blocos chegarão ao chão ao mesmo tempo.

As cinco forças mostradas na figura, todas de mesmo módulo, agem sobre uma placa quadrada que pode girar em torno do ponto . Ordene as forças em ordem crescente do módulo do torque que cada uma exerce em relação ao ponto .

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Dois blocos de massas e estão presos a uma mola de constante elástica que tem uma das extremidades fixa, como mostra a figura. Não há atrito entre o bloco e a superfície horizontal nem no eixo da polia, cuja massa é desprezível. Os blocos são liberados a partir do repouso com a mola relaxada. Qual é a energia cinética do bloco que está pendurado depois de ter descido ?

(A) 0,45 J

(B) 0,90 J

(C) 1,8 J

(D) 2,7 J

(E) 3,6 J

Uma roldana de massa e raio está montada num eixo horizontal sem atrito. O momento de inércia da roldana em relação ao eixo de rotação é . Uma corda de massa desprezível está enrolada na roldana. Na extremidade livre da corda está suspenso um bloco de massa . A corda não desliza em relação à roldana. O sistema é liberado a partir do repouso. Enquanto o bloco desce qual é a tensão na corda?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)