P3 de Física I da UFF - 2018.1

Dois blocos de massas e estão conectados por um fio ideal, como mostrado na figura. Se o raio da polia é de e seu momento de inércia em relação ao eixo de rotação é igual a , qual é o módulo da aceleração de cada um dos blocos (em função da aceleração da gravidade )?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Comparado com o seu peso na superfície da Terra, o seu peso na superfície de um planeta que tem quatro vezes a massa da Terra e o dobro do raio da Terra seria

(A) o triplo do seu peso na Terra.

(B) o dobro de seu peso na Terra.

(C) a metade de seu peso na Terra.

(D) quatro vezes o seu peso na Terra.

(E) igual ao seu peso na Terra.

Satélites são ditos geoestacionários (ou geossincrônicos) quando executam uma órbita circular equatorial em torno da Terra com período de 24h. Isto é, o período do satélite é igual ao período de rotação da Terra. Para um observador no equador da Terra, o satélite comporta-se como se estivesse estacionário num local fixo no céu. Qual afirmação é verdadeira para um satélite em tal órbita?

(A) Não há força gravitacional agindo no satélite.

(B) O satélite não está sujeito a nenhuma aceleração.

(C) Só existe um raio que permite uma órbita geoestacionária.

(D) Existe uma força tangencial que ajuda o satélite a acompanhar a rotação da Terra.

(E) A força gravitacional é equilibrada por uma força que aponta para longe do centro da Terra.

A figura ,que se refere às Questões 1, 2 e 3, representa um aro que rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal.

Suponha que a massa do aro seja e a velocidade do centro de massa seja . Dado que , onde é o raio do aro, a energia cinética do aro é

(A) J

(B) J

(C) J

(D) J

(E) J

A figura ,que se refere às Questões 1, 2 e 3, representa um aro que rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal.

É correto afirmar que o vetor momento angular do aro em relação ao seu centro de massa

(A) aponta para dentro do papel.

(B) aponta para fora do papel.

(C) aponta para a esquerda.

(D) aponta para a direita.

(E) varia de ponto para ponto do aro.

Suponha que uma pessoa está em uma cadeira giratória, girando com certa velocidade angular, com os braços abertos. Ao recolher os braços, aproximando-os do corpo,

(A) a sua velocidade angular aumenta e seu momento angular diminui.

(B) a sua velocidade angular e o seu momento angular permanecem constantes.

(C) a sua velocidade angular diminui e o seu momento angular permanece constante.

(D) a sua velocidade angular aumenta e o seu momento angular permanece constante.

(E) a sua velocidade angular e o seu momento angular aumentam.

A figura ,que se refere às Questões 1, 2 e 3, representa um aro que rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal.

O ponto com maior rapidez em relação à superfície é

(A) o ponto de contato do aro com a superfície.

(B) o ponto no centro do aro.

(C) o ponto no topo do aro, oposto ao ponto de contato com a superfície.

(D) o ponto mais à frente do aro, na altura do seu centro de massa.

(E) o ponto mais atrás do aro, na altura do seu centro de massa.

Imagine o sistema composto pelo planeta Terra de massa e pela Lua com massa . Seja ainda a distância entre a Terra e a Lua dada por . A que distância da Terra sobre a reta que une os dois corpos a força gravitacional sobre uma partícula ali situada será zero?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Um mergulhador cuja massa é de encontra-se no extremo de uma prancha de de comprimento e com massa desprezível. A prancha é mantida em equilíbrio graças a dois pilares separados de , como mostrado na figura, que podem exercer forças verticais, para baixo ou para cima, dependendo da situação. As intensidades e os sentidos das forças exercidas pelos pilares A e B sobre a prancha na situação mostrada abaixo são, respectivamente

Dados:

(A) para baixo e para cima.

(B) para baixo e para baixo.

(C) para cima e para cima.

(D) para cima e para baixo.

(E) para cima e para baixo.

Os diagramas abaixo mostram forças aplicadas a uma roda de peso igual a . A roda é livre para girar e transladar. O módulo de é igual a . Em qual(is) diagrama(s) a roda estará em equilíbrio?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E) e

Um corpo oscila em movimento harmônico simples com amplitude . É correto afirmar que a energia mecânica do sistema

(A) é nula quando o corpo passa pelo ponto de equilíbrio.

(B) é nula quando o corpo atinge o deslocamento máximo.

(C) é máxima quando o corpo passa pelo ponto de equilíbrio.

(D) é mínima quando o corpo passa pelo ponto de equilíbrio.

(E) é constante.

Uma estrela dupla consiste em duas estrelas de mesma massa que executam órbitas circulares de mesmo raio , mantendo-se sempre em pontos diametralmente opostos em relação ao centro de massa do sistema. A rapidez de cada estrela é

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

A posição de um objeto que descreve um movimento harmônico simples é dada por

(em unidades SI).

Quais são, respectivamente, os valores da velocidade máxima e da aceleração máxima deste objeto?

(A) e

(B) e

(C) e

(D) e

(E) e

Considere as oscilações de um pêndulo e de um sistema massa-mola disposto na vertical na superfície da Terra, com períodos e , respectivamente. Suponha que e são os períodos de oscilação dos mesmos objetos para experimentos realizados na Lua. É correto afirmar que:

(A) e

(B) e

(C) e

(D) e

(E) e

A figura mostra um satélite numa órbita elíptica em torno da Terra. Se denota o módulo do momento angular do satélite e denota a sua energia cinética, é correto afirmar que nas posições 1 e 2,

(A) e

(B) e

(C) e

(D) e

(E) e

Um satélite artificial da Terra é transferido de uma órbita circular de raio para uma órbita circular de raio . Sejam: o trabalho realizado pela força gravitacional; a energia cinética e a energia potencial gravitacional. Na transferência de órbita (), é correto afirmar que:

(A) é positivo, aumenta e aumenta.

(B) é positivo, aumenta e diminui.

(C) é positivo, diminui e aumenta.

(D) é negativo, aumenta e diminui.

(E) é negativo, diminui e aumenta.

Num movimento harmônico simples, a rapidez é máxima quando

(A) o módulo da aceleração é máximo.

(B) o módulo da aceleração é mínimo.

(C) o deslocamento é máximo.

(D) a energia potencial é máxima.

(E) a energia cinética é mínima.

O bloco de massa está acoplado a uma mola de constante elástica como na figura. O bloco é deslocado para a direita sobre uma superfície perfeitamente lisa, esticando a mola de , e posteriormente é abandonado a partir do repouso. Qual das funções abaixo descreve o movimento oscilatório deste bloco sobre o eixo x, orientado para a direita, com origem na posição de equilíbrio do bloco?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Qual dos seguintes gráficos representa um movimento harmônico simples com amplitude e frequência angular ?