3° TVC - Física 2 (4)

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Departamento de Física ICE – UFJF
TVC 3 de Física I – 2a. Chamada
08/07/2010
Nome: _______________________________________________________________________________
Matrícula:________________________ Turma:________________ Prof. :___________________
Problema [1]
Dois discos metálicos, um com raio R1 = 2,50 
cm e massa M1 = 0,80 kg e outro com raio R2 = 5,0 cm 
e massa M2 = 1,60 kg, são soldados juntos e montados 
em um eixo sem atrito passando pelo centro comum 
(ver figura).
a) Qual é o momento de inércia dos dois discos?
b) Um fio fino é enrolado na periferia do disco menor, 
e um bloco de 1,50 kg é suspenso pela extremidade 
livre do fio. Se o bloco é libertado do repouso a uma 
distância de 2,0 m acima do solo, qual é sua 
velocidade no momento em que atinge o solo?
c) Repita o cálculo do item (b), desta vez com o fio 
enrolado na borda do disco maior. Em qual caso a 
velocidade escalar final do bloco é maior? Explique 
por quê.
Figura 9.37 página 314
Problema [2]
A polia indicada na figura ao lado possui raio 0,160m 
e momento de inércia 0,480 kg.m2. A corda não desliza 
sobre a periferia da polia. Use métodos de conservação 
da energia para calcular a velocidade do bloco de 4,0 
kg no momento em que ele atinge o solo.
Problema [3]
 A roda de um esmeril de 1,50 kg possui forma 
cilíndrica com raio igual a 0,100 m.
a) Qual deve ser o torque constante capaz de levá-la do 
repouso a uma revolução angular de 1200 rev/min em 
2,5 s?
b) Que ângulo ela girou durante esse intervalo de 
tempo?
c) Use a equação, W = τz.(θ – θi), para calcular o 
trabalho realizado pelo torque.
d) Qual é a energia cinética do esmeril quando ele esta 
girando a 1200 rev/min? Compare sua resposta com o 
resultado do item (c).
Para resolver esse problema considere que o momento 
de inércia (I) da roda do esmeril que gira em torno de 
um eixo perpendicular a ele passando pelo seu centro é 
dado por: I = (½).M.R2, onde M é a massa do esmeril 
e R é o raio da base circular do esmeril.
Problema [4]
MOMENTO ANGULAR EM UMA AÇÃO 
POLICIAL - Uma porta de largura igual a 1m e massa 
de 15 kg, é articulada com dobradiças em um dos 
lados de modo que possa girar sem atrito em torno de 
um eixo vertical. Ela inicialmente não está aberta. Um 
policial dá um tiro com uma bala de 10 g e velocidade 
de 400 m/s exatamente no centro da porta e em uma 
direção perpendicular ao plano da porta. Calcule a 
velocidade angular da porta imediatamente depois que 
a bala penetra nela. A energia cinética se conserva? 
Utilize I porta=
Md 2
3
e explicite suas contas.