Prova 2 (2016/2)

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FÍSICA I C Turma:
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Prova 2
- Esta avaliação deve ser resolvida integralmente a caneta.
- A interpretação faz parte do processo de avaliação.
- Cada passo da sua resolução deve ser justificado e explicado.
- Qualquer fórmula utilizada que não conste do formulário deve ser demonstrada a partir
do formulário ou princípios físicos ou matemáticos bem conhecidos.
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1. Uma barra longa e fina de massa M e comprimento L pode girar em torno de um pino fixo
localizado em L/4. A barra é mantida na posição horizontal como mostrado na figura abaixo por
um fio preso à extremidade oposta.
(a) (04) Determine o momento de inércia I da barra em relação ao pivô em L/4.
(b) (06) Calcule a tração T no fio que suporta a barra.
O cabo é cortado, de forma que a roda está livre para girar em torno do pino fixo.
(c) (12) Determine a aceleração angular da barra, no momento em que o cabo é cortado.
(d) (12) Determine o momentum angular da barra em relação ao pino, no momento em que a
barra alcança a posição vertical.
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2. Uma bola de tênis é uma esfera oca com uma parede muito fina. Como mostrado na figura
abaixo, ela é posta a rolar sem escorregar a 4,03 m/s sobre uma seção horizontal de um trilho
(ponto 1). Ela rola sobre a parte interna de uma volta circular vertical de 90,0 cm de diâmetro e,
finalmente, deixa o trilho em um ponto 20,0 cm abaixo da seção horizontal (ponto 3).
(a) (16)Encontre a velocidade da bola no topo da volta (ponto 2).
(b) (04) Demonstre que ela não vai cair do trilho no ponto 2.
(c) (12) Se não existisse atrito entre a bola e o trilho, qual seria a sua velocidade no topo da
volta?
Dado: o momento de inércia de uma esfera oca de massa m e raio r em relação ao eixo de
simetria é 2/3 mr2.
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3. Um pequeno objeto foi preso à extremidade de um fio para formar um pêndulo simples. O
período T do seu movimento harmônico foi determinado para pequenos deslocamentos
angulares e três comprimentos L distintos, medindo-se o tempo de 50 oscilações completas.
Para comprimentos de 1,000 m, 0,750 m e 0,500 m, os tempos totais de 99,8 s, 86,6 s, e 71,1 s
foram medidos para as 50 oscilações.
(a) (04) Determinar o período médio de movimento para cada comprimento.
(b) (30) Faça o gráfico apropriado a partir do qual obterá o valor da aceleração da gravidade
local.
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