Dinâmica de Corpos Rígidos (EMC106) Avaliação I

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Avaliação I - Individual 
Dinâmica de Corpos Rígidos (EMC106)
1	Na figura a seguir você pode observar cinco objetos diferentes: um bloco, um cilindro maciço, um tubo, uma esfera maciça e uma esfera oca, de massa e raio idênticos, que deslizam sobre uma inclinação sem atrito. Com relação a qual chegará ao final da rampa mais rapidamente, ordene os itens a seguir, do mais rápido para o mais lento:
I- Bloco.
II- Cilindro.
III- Tubo.
IV- Esfera maciça.
V- Esfera oca.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: https://www.geogebra.org/resource/ztUKm6QV/EGXa8z0Wfvsb7HU1/material-ztUKm6QV.png. Acesso em: 21 Jan. 2019.
A) II - IV - I - III - V.
B) I - IV - II - V - III.
C) I - III - V - II - IV.
D) IV - II - III - V - I.
2	Um sistema binário de estrelas consiste em um par de estrelas que giram ao redor do seu respectivo centro de massa. Considere que duas estrelas possuem 1x10^11 m entre elas e possuem massas de 1x10^27 kg e 5x10^27 kg. Se ambas possuírem velocidade igual a 3x10^5 m/s, calcule qual o momento angular do sistema como um todo e assinale a alternativa CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: https://www.researchgate.net/figure/Figura-1-Esquema-ilustrativo-de-um-sistema-binario-estelar-Ligadas-pela-gravidade-a_fig1_315939652. Acesso em: 26 jul. 2021.
A) 2,5x10^42 kg.m²/s.
B) 1,6x10^44 kg.m²/s.
C) 5x10^43 kg.m²/s.
D) 2,5x10^43 kg.m²/s.
3	A figura anexa mostra um virabrequim sob forças que esse sofre devido ao movimento do pistão, assim como um momento que vem do contato do eixo. Com base nesse sistema, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) As duas forças observadas geram momentos em direções opostas.
( ) A força da esquerda gera um momento de magnitude 80 N.m.
( ) As duas forças juntas geram um momento de magnitude de 73 N.m 
( ) Os três momentos combinados possuem magnitude de 127 N.m.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: https://www.chegg.com/homework-help/questions-and-answers/problem1-position-shown-crankshaft-small-two-cylinder-compressor-subjected-400-n-800-n-for-q36643252. Acesso em: 21 jan. 2020.
A) V - V - F - F.
B) F - V - V - F.
C) V - F - F - V.
D) F - F - V - V.
4	O retângulo da figura a seguir está girando a uma velocidade angular de 10 rad/s. Esse retângulo possui uma densidade de 1 kg/cm^2. Com base na energia cinética do objeto, analise as sentenças a seguir:
I- Se o retângulo estiver girando ao redor do eixo horizontal que passa pelo centroide, sua energia cinética será aproximadamente 0,52 J.
II- Se o retângulo estiver girando ao redor do eixo AB, sua energia cinética será aproximadamente 2,08 J.
III- Se o retângulo estiver girando ao redor do eixo AD, sua energia cinética será aproximadamente 4,16 J.
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: http://www.mathsmutt.co.uk/files/quad.htm. Acesso em: 20 jan. 2020.
A) Somente a sentença I está correta.
B) As sentenças I e III estão corretas.
C) As sentenças II e III estão corretas.
D) As sentenças I e II estão corretas.
Tabela de Momentos de Inércia 2D
Clique para baixar o anexo da questão
5	Os blocos A e B possuem massa de 3 e 4 kg, respectivamente. A roldana pelo qual passa o fio possui um raio de 0,1 m e massa de 1 kg, e gira com o movimento do fio sem derrapar. Desprezando o atrito entre o bloco e a mesa e considerando a roldana um cilindro, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A tensão no fio que segura o bloco B é aproximadamente 18,3 N. 
( ) A tensão no fio que puxa o bloco A é aproximadamente 11,4 N.
( ) A aceleração dos blocos é igual a 3,70 m/s².
( ) A aceleração angular da roldana é igual a 52,3 rad/s².
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-resolver-exercicios-sobre-as-leis-newton.htm. Acesso em: 20 jan. 2020.
A) F - F - V - V.
B) V - V - F - F.
C) V - F - F - V.
D) F - V - V - F.
Tabela de Momentos de Inércia 3D
Clique para baixar o anexo da questão
6	Os blocos I e II possuem massa de 5 e 3 kg, respectivamente. A roldana pelo qual passa o fio possui um raio de 0,3 m e massa de 2 kg, e gira com o movimento do fio sem derrapar. Desprezando o atrito entre o bloco e a mesa, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A tensão no fio que segura o bloco II é 23,4 N.
( ) A tensão no fio que puxa o bloco I é 27,2 N.
( ) A aceleração dos blocos é igual a 0,54 m/s².
( ) A aceleração angular da roldana é igual a 98 rad/s².
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: https://brainly.com.br/tarefa/7348505. Acesso em: 20 jan. 2020.
A) V - F - F - V.
B) F - V - V - F.
C) F - F - V - V.
D) V - V - F - F.
7	A resultante de dois momentos sobre um corpo rígido é de 20 N.m, e resulta em uma aceleração angular de 5 rad/s². Se o momento resultante fosse de 32,5 N.m, calcule qual seria a aceleração angular e assinale a alternativa CORRETA:
A) 7,250 rad/s².
B) 8,875 rad/s².
C) 7,750 rad/s².
D) 8,125 rad/s².
8	Duas massas de 2 kg e 3 kg encontram-se movendo a 30 m/s e 10 m/s na mesma direção, respectivamente. As massas colidem, grudando-se, movendo-se ambas a 18 m/s. Com base nessa situação, classifique V para as opções verdadeiras e F para as falsas:
( ) O sistema perdeu energia cinética durante a colisão.
( ) O sistema não conservou a quantidade de movimento durante a colisão.
( ) A energia cinética após a colisão é de 1620 J.
( ) A quantidade de movimento antes da colisão é de 90 N.s.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A) F - V - V - F.
B) V - V - F - F.
C) V - F - F - V.
D) F - F - V - V.
9	Um mancal de rolamento possui 6 esferas, que se encontram a 10 cm do centro com 1 cm de diâmetro cada, que rolam sem deslizar sobre a pista de rolamento a uma velocidade de 0,1 m/s. Desprezando o movimento das pistas de rolamento, analise as sentenças a seguir:
I- Energia cinética do sistema é a soma da energia cinética de movimento linear de cada esfera, mais a soma da energia cinética rotacional de cada.
II- O momento angular do sistema pode ser calculado apenas com o movimento linear das esferas, pois a sua rotação interna cancelará com as outras esferas.
III- A quantidade de movimento do sistema é nula.
IV- O sistema possui aceleração linear não nula, que é igual à soma das acelerações de cada esfera, ignorando suas rotações internas.
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10006234.pdf. Acesso em: 20 jan. 2020.
A) As sentenças II, III e IV estão corretas.
B) As sentenças II e III estão corretas.
C) As sentenças I, II e IV estão corretas.
D) As sentenças I e III estão corretas.
10	Uma esfera de 2 kg e diâmetro de 10 cm rola sem deslizar por um plano inclinado, sem atrito. A altura inicial da qual ela é solta é 20 cm. Com base nessa situação, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A velocidade final da esfera é 1,25 m/s
( ) A velocidade angular final da esfera é de 15 rad/s.
( ) Se a esfera fosse de diâmetro menor, rolaria mais rápido.
( ) Se a esfera fosse substituída por um bloco sem atrito, desceria a inclinação mais devagar.
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: http://physicsed.buffalostate.edu/danowner/rolling/rollingobject.GIF. Acesso em: 21 jan. 2020.
A) V - F - F - V.
B) V - V - F - F.
C) F - V - V - F.
D) F - F - V - V.