P3 de Física I da UFF - 2013.1

Uma corda ideal está enrolada em torno de um disco de raio . Ela pode desenrolar-se sem deslizar. O disco está montado num eixo sem atrito que passa pelo seu centro. Um bloco de massa está preso à extremidade livre da corda, conforme mostra a figura. Quando o sistema é liberado a partir do repouso observa-se que o bloco desce em . Responder justificando:

Qual o momento de inércia do disco?

Uma esfera sólida homogênea, de massa e raio , gira com velocidade angular em torno de um eixo que passa pelo seu centro. Um cilindro sólido homogêneo, de massa e raio , gira em torno do seu eixo central, paralelo ao comprimento do cilindro. Responder justificando:

Qual deve ser a velocidade angular do cilindro para que ele tenha a mesma energia cinética rotacional que a esfera?

Um carrossel de raio com momento de inércia gira com velocidade angular . Uma pessoa de massa está parada próximo à borda do carrossel. A pessoa sobre no carrossel; sua velocidade antes de pisar no carrossel era desprezível. Responda justificando:

Qual será a velocidade angular do carrossel logo depois que a pessoa sobre?

O gráfico mostra a oscilação de um bloco de massa preso a uma mola. Responder justificando:

1. Qual é a constante elástica da mola?
2. Qual é o módulo da velocidade do bloco ao passar pela posição de equilíbrio?
3. Qual é a constante de fase?

A agulha de uma máquina de costura executa movimento harmônico simples com amplitude de e frequência de . Responder justificando:

1. Qual é a velocidade máxima da agulha?
2. Qual é a aceleração máxima da agulha?