Provas + testes 2016/1 - Física I - Prof. Ricardo

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Universidade Federal do Rio Grande do Sul
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Prova 1
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 16/05/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem estar a caneta e conter as unidades sempre que for o caso.
1. As esferas A (massa 0, 020 kg), B (massa 0, 030 kg) e C (massa 0, 050 kg) se aproximam da origem deslizando
sobre uma mesa sem atrito conforme a figura. As velocidades iniciais de A e B sa˜o, respectivamente, vA =
0, 50 m/s e vB = 1, 50 m/s. Todas as treˆs esferas atingem a origem no mesmo instante e ficam coladas.
(a) Quais devem ser os componentes x e y da velocidade inicial de C para que os treˆs objetos unidos se
desloquem a 0, 50 m/s no sentido positivo do eixo x apo´s a colisa˜o
(b) Se C possui a velocidade encontrada no item (a), qual e´ a variac¸a˜o de energia cine´tica do sistema das treˆs
esferas ocasionada pela colisa˜o?
x
y
vA
A
vB
B
vC
C
60◦
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Prova 1 - Pa´gina 2 de 4 16/05/2016
2. Um bloco parte com velocidade v0 e desliza ao longo de uma pista, de um n´ıvel para outro mais elevado,
passando por um vale, conforme a figura. A pista na˜o possui atrito ate´ o bloco atingir o n´ıvel mais alto, onde
uma forc¸a de atrito para o bloco depois que ele percorre uma distaˆncia d. Escreva a expressa˜o de d como func¸a˜o
de outras varia´veis do problema.
h
H
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Prova 1 - Pa´gina 3 de 4 16/05/2016
3. Um bloco de 5, 0 kg se move com velocidade de 4, 0 m/s subindo um plano inclinado de aˆngulo θ = 37◦ ao
mesmo tempo que sofre a ac¸a˜o de uma forc¸a horizontal ~F de mo´dulo 50 N . O coeficiente de atrito cine´tico
entre o bloco e o plano e´ 0, 30.
(a) Escreva o vetor acelerac¸a˜o do bloco, deixando claro o seu referencial.
(b) Que distaˆncia o bloco sobe no plano?
(c) Depois de atingir o ponto mais alto, o bloco permanece em repouso ou escorrega para baixo?
~F
θ
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Prova 1 - Pa´gina 4 de 4 16/05/2016
4. O alcance de um proje´til e´ 4 vezes a altura ma´xima de sua trajeto´ria, ele permanece no ar durante 2 s
(a) Em que aˆngulo foi lanc¸ado?
(b) Qual a velocidade inicial?
(c) Qual e´ o alcance?
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Prova 2
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 27/06/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem estar a caneta e conter as unidades sempre que for o caso.
1. Considere uma barra de comprimento L = 1, 0 m e massa M = 0, 3 kg que pode girar sobre um eixo fixo que
passa pelo seu centro de massa sobre uma mesa horizontal sem atrito. Um disco de massa m = 0, 5 kg viaja
com velocidade de mo´dulo vo = 3 m/s em uma direc¸a˜o perpendicular a` barra e colide elasticamente com esta
a` uma distaˆncia L/3 do centro de massa. Determine a velocidade final do disco e a velocidade angular final da
haste.
v0
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Prova 2 - Pa´gina 2 de 4 27/06/2016
2. Considere um carretel de massa 10 kg e cujos raios interno e externo sa˜o 40 cm e 60 cm, respectivamente.
Considere que o momento de inercia do carretel e´ 2 kg m2.
(a) Se for aplicada uma forc¸a de mo´dulo F = 10 N com aˆngulo θ = 0, qual sera´ a acelerac¸a˜o angular do
carretel?
(b) Para qual aˆngulo de aplicac¸a˜o da forc¸a o carretel desliza?
θ
~F
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Prova 2 - Pa´gina 3 de 4 27/06/2016
3. Uma escada uniforme, de comprimento l e massa M , apoiada sobre o cha˜o, com coeficiente de atrito esta´tico
µe, esta´ encostada a uma parede lisa (de atrito desprez´ıvel), formando um aˆngulo θ com a parede. Para quais
valores de θ a escada na˜o escorrega?
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Prova 2 - Pa´gina 4 de 4 27/06/2016
4. Um oscilador Harmoˆnico simples e´ formado por um bloco de massa 2, 00 kg preso a uma molda de constante
ela´stica 100 N/m. Em t = 1, 00 s a posic¸a˜o e a velocidade do bloco sa˜o x = 0, 129 m e v = 3, 415 m/s.
(a) Qual a amplitude das oscilac¸o˜es?
(b) Qual a posic¸a˜o inicial do bloco?
(c) Qual a velocidade inicial do bloco?
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Teste 1
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 21/03/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem conter as unidades sempre que for o caso.
1. Considere que o movimento vertical de uma part´ıcula que parte da origem pode ser representado seguinte
gra´fico de velocidade contra o tempo.
V
t
t0
2t0 (2 +
√
3)t0
V0
Determine, em func¸a˜o de V0 e t0
(a) O deslocamento da part´ıcula
(b) A altura ma´xima atingida pela part´ıcula
(c) Esboce o gra´fico de posic¸a˜o contra o tempo
(d) Considerando que a acelerac¸a˜o a partir de t = t0 tenha mo´dulo g, determine, agora, V0 e t0
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Teste 2
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 18/04/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem estar a caneta e conter as unidades sempre que for o caso.
1. Considere um peˆndulo coˆnico composto por uma massa m1 = 5 kg presa ao centro por uma corda de compri-
mento L1, e uma segunda massa m2 = 3 kg presa a` primeira por uma corda de comprimento l2. As massas
descrevem c´ırculos de raio R1 = 40 cm e R2 = 100 cm, respectivamente, conforma figura abaixo. O per´ıodo de
rotac¸a˜o das duas massas e´ o mesmo e igual a 0.5 s. Determine os comprimentos L1 e L2 das cordas.
m1
L1
R1
θ1
m2
L2
R2
θ2
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Teste 3
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 02/05/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem estar a caneta e conter as unidades sempre que for o caso.
1. Um anel de peso 30 N esta´ preso a uma mola e desliza sem atrito num fio circular situado num plano vertical,
conforme mostrado na figura. Considerando que a mola na˜o se deforma quando o anel se encontra na posic¸a˜o
P e que a velocidade do anel seja a mesma nas posic¸o˜es P e Q, qual deve ser a constante ela´stica da mola?
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F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Teste 4
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 30/05/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem estar a caneta e conter as unidades sempre que for o caso.
1. Dois corpos esta˜o presos a cordas que, por sua vez, esta˜o presas a duas rodas que giram em torno do mesmo
eixo, como na figura. AS duas rodas esta˜o soldadas, de modo a formarem um u´nico objeto r´ıgido. O momento
de ine´rcia deste objeto r´ıgido e´ 40 kgm2. Os raios das rodas sa˜o R1 = 1, 2 m e R2 = 0, 40 m.
(a) Se m1 = 24 kg, determine m2 de forma a que na˜o haja acelerac¸a˜o angular nas rodas.
(b) Se 12 kg sa˜o colocados em cima de m1, determine a acelerac¸a˜o angular das rodas e as tenso˜es nas cordas.
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Teste 5
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 10/06/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem estar a caneta e conter as unidades sempre que for o caso.
1. Largadas do repouso da mesma altura uma casca esfe´rica fina e uma esfera macic¸a, de mesma massa m e mesmo
raio R, descem rolando um plano inclinado como a figura, sem deslizar. As duas sa˜o lanc¸adas horizontalmente
ao abandonarem a rampa. A casca esfe´rica atinge o solo a uma distaˆncia horizontal L da base da rampa e a
esfera macic¸a auma distaˆncia L′. Determine a raza˜o L
′
L
. Os momentos de ine´rcia da esfera macic¸a
e da casca
esfe´rica sa˜o, respectivamente 2
5
MR2 e 2
3
MR2.
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul
F´ısica 1C (Turma K) - fis01181 Nome:
Teste 6
Semestre: 2016/1 Carta˜o
Data: 17/06/2016
Prof.: Ricardo Melo Ferreira Nota
As respostas devem estar a caneta e conter as unidades sempre que for o caso.
1. Um bloco alto, retangular e homogeˆneo esta´ sobre um plano inclinado, como mostrado na figura. Uma corda,
presa ao topo do bloco, evita que ele caia sobre o plano. Qual o maior aˆngulo θ para o qual o bloca na˜o
escorregara´ no plano? Suponha que o bloco tenha uma raza˜o entre altura e largura, b/a de 4, 0, e que o
coeficiente de atrito esta´tico entre ele e o plano inclinado seja µe = 0, 80.