AP1 - Física 1B 2024 2 - Caderno de Questões

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<p>Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro</p><p>Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro</p><p>AP1 – Física 1B – 2/2024</p><p>Código da disciplina EAD16059</p><p>Nome: ____________________________________________________ Matrícula:_________________</p><p>Polo: __________________________________________</p><p>Atenção!</p><p> Para cada folha de respostas que utilizar, antes de começar a resolver as questões, preencha conforme modelo abaixo</p><p>(pintando os respectivos espaços na parte superior da folha) o número do CPF ou o número da Matrícula, o código da disciplina</p><p>(indicado acima em negrito) e o número da folha.</p><p>PADRÃO DE PREENCHIMENTO NA FOLHA DE RESPOSTAS</p><p> Preencha o número total de folhas somente quando for entregar a prova!</p><p> Identifique a Prova e as Folhas de respostas, colocando</p><p>Nome, Matrícula e Polo.</p><p> É expressamente proibido o uso de qualquer instrumento que</p><p>sirva para cálculo como também qualquer material que sirva</p><p>de consulta.</p><p> Devolver esta prova e as Folhas de Respostas ao aplicador.</p><p> Somente utilize caneta esferográfica com tinta azul ou preta</p><p>para registro das resoluções nas Folhas de Respostas.</p><p> As Folhas de Respostas serão o único material considerado</p><p>para correção. Quaisquer anotações feitas fora deste espaço,</p><p>mesmo que em folha de rascunho, serão ignoradas.</p><p> Não amasse, dobre ou rasure as Folhas de Respostas, pois</p><p>isto pode inviabilizar a digitalização e a correção.</p><p>Obs: Respostas sem justificativa não serão aceitas.</p><p>Quando necessário utilize o módulo da aceleração da gravidade igual a g=10 m/s2.</p><p>Não é permitido o uso de nenhum aparelho eletrônico (celulares, calculadoras, ...) durante a prova.</p><p>1) (2,5 pontos) Uma barra delgada e uniforme com massa M = 3 Kg e comprimento L = 2 m possui uma</p><p>bola muito pequena de massa m = 1 Kg grudada em cada extremidade. A barra é sustentada</p><p>horizontalmente por um eixo fino, horizontal e com atrito desprezível, que passa pelo seu centro de</p><p>massa e é perpendicular a barra. Subitamente, a bola do lado direito se descola e cai, mas a outra</p><p>permanece grudada na barra. Utilize que o momento de inércia da barra em relação ao eixo</p><p>perpendicular que passa pelo seu do centro de massa é ML2/12.</p><p>a) (1 ponto) Calcule a aceleração angular da barra logo após a bola cair.</p><p>b) (1,5 pontos) Calcule a velocidade angular da barra logo após ela oscilar pela posição vertical.</p><p>2) (2,5 pontos) Uma pequena esfera de massa m = 300g colide com uma parede plana e lisa, de modo</p><p>que a força exercida pela parede sobre ela é normal à superfície da parede durante a colisão. Considere</p><p>que a força resultante sobre a esfera seja apenas a força exercida pela parede. O ângulo entre a</p><p>velocidade da esfera antes da colisão (vi) e a direção normal à parede é i=30o. Sabe-se que o módulo</p><p>da velocidade da esfera após a colisão é 𝑣 =</p><p>𝑣</p><p>√3</p><p>, onde vi=8m/s é o módulo de sua velocidade antes</p><p>da colisão.</p><p>a) (0,5 ponto) Qual a variação de energia cinética ocorrida na colisão da esfera com a parede?</p><p>b) (0,5 ponto) Quais os vetores velocidade inicial �⃗� e final �⃗� da esfera?</p><p>c) (1,5 ponto) Supondo que o contato entre a esfera e a parede dure t = 0,2s qual o vetor força média</p><p>que a parede exerce sobre a esfera na colisão?</p><p>3) (2,5 pontos) Uma esfera oca desce uma rampa sem deslizar. O ângulo de inclinação da rampa com a</p><p>horizontal é . Qual a aceleração da bola? Considere que o momento de inércia da esfera sólida 𝐼 =</p><p>𝑀𝑅 , onde M é a massa da esfera e R seu raio.</p><p>4) (2,5 pontos) O pêndulo balístico é um sistema formado por um bloco ligado a um suporte vertical. Ele</p><p>é usado para determinar o módulo da velocidade de um projétil, através da medida da altura máxima</p><p>hmax que o bloco sobe após ter sido atingido pelo projétil, como descrito na figura abaixo, onde a massa</p><p>m do projétil é de 8,0g, a massa do bloco M é 10,0 Kg. Ao realizar a experiência, a altura máxima</p><p>atingida pelo bloco, hmax, é de 80cm. Calcule a velocidade v do projétil logo antes da colisão.</p>