2 prova de F128 2 semestre de 2013

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2a prova de F 128 – Diurno
21/10/2013
Nome:____________________________________RA:______________Turma:____
Esta prova contém 4 questões e 5 folhas.
Obs: Na solução desta prova, considere g = 10 m/s2 quando necessário.
QUESTÃO 1: Um corpo de massa m=4 kg, amarrado por uma corda de comprimento R=2 m em um 
plano inclinado, como mostrado na figura, é lançado do ponto A com uma velocidade vA e descreve 
uma trajetória circular.
a) (0,5 ponto) Determine o diagrama de forças sobre o corpo na posição B e na posição A. 
b) (0,5 pontos) Calcule a velocidade do bloco em B como função da velocidade em A.
c) (0,5 pontos) Encontre a força centrípeta agindo no bloco na posição B.
b) (1,0 pontos) Determine a velocidade no ponto mais baixo da trajetória para que a partícula dê uma 
volta completa.
a) b) 
 
 
 
c) 
d) 
1
1) ______
2) ______
3) ______
4) ______
Nota: ________
2a prova de F 128 – Diurno
QUESTÃO 2: Um bloco de massa 10 kg é liberado do repouso no ponto A, a uma altura de 3,0 m com 
respeito a horizontal, conforme figura. Somente há atrito entre os pontos B e C separados por uma 
distância de 6,0 m. A figura abaixo esquematiza o sistema. O bloco bate na mola de constante elástica 
k=4000 N/m, e a comprime 0,30 m até alcançar instantaneamente o repouso. Depois o bloco volta em 
direção a A. 
a) (0,5 pontos) Qual é a energia cinética do bloco ao passar pela pelo ponto B?
b) (0,5 pontos) Qual é a energia cinética do bloco logo antes de entrar em contato com a mola?
c) (1,0 ponto) Determine o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície rugosa.
d) (0,5 pontos) A que distância do ponto B o bloco para.
a) 
b) 
c) 
d) 
logo o bloco passa, sobe a rampa, volta e para a 3 metros de B.
2
2a prova de F 128 – Diurno
QUESTÃO 3: A figura abaixo mostra um gráfico de energia potencial U(x) de uma partícula de 
m=2,0 kg, que pode viajar apenas ao longo do eixo x. Assuma os valores UA=15 J, UB=35 J e 
UC=45 J. A partícula é liberada em x=4,5 m com uma velocidade inicial de 5,0 m/s, no sentido 
positivo de x.
a) (0,5 pontos) Calcule a energia mecânica da partícula.
b) (0,5 pontos) Faça um gráfico da força sentida pela partícula, como 
função de x.
c) (0,5 ponto) Encontre graficamente o ponto de retorno da partícula.
d) (1 ponto) Qual será a velocidade da partícula no ponto x = 1.0 m ? 
a) 
b) F=0 para x<2 m, 4 m<x<5 m e x>6 m, 
 F=+10 N para 2 m<x<4 m 
 F=-30 N para 5 m<x< 6 m
c) Para E=40 J, o ponto de retorno fica em torno de 5,8 m (analiticamente, x=35/6 m).
d) 
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QUESTÃO 4: Na figura abaixo, uma bala de 10 g se move verticalmente para cima, e se choca com 
um bloco de 5 kg e espessura 0,2 m, inicialmente em repouso, a uma velocidade de 1000 m/s. A bala 
deixa o bloco movendo-se verticalmente para cima a 400 m/s. 
a) (0,5 pontos) Calcule a força média sentida pela bala ao atravessar o 
bloco.
b) (0,5 pontos) O momento linear é conservado durante a colisão? Discuta.
c) (1,0 ponto) Calcule a velocidade do bloco após a bala deixar o bloco. A 
colisão é elástica?
d) (0,5 ponto) Se a bala não saísse do bloco, qual seria a velocidade do 
conjunto bloco+bala após a colisão?
a) Supondo que o bloco se move muito pouco, o trabalho da força média equivale à variação da 
energia cinética da partícula:
b) Como as forças externas são muito pequenas em comparação às forças internas, podemos considerar 
como uma boa aproximação que o momento é conservado.
c) 
d) 
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Rascunho
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