FEP2195 P1 2005 [Gabarito]

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FEP 2195 – Física 1 para Engenharia 
 
Prova P1 – 14/04/2005 
 
Avisos: 
Duração da Prova: 2 horas. 
 
Não é permitido o uso de calculadora. 
 
Apresente sua identidade ao assinar a lista de presença. 
 
Preencher todas as folhas da prova com seu nome e turma de forma 
legível. 
 
Resolva cada questão na folha apropriada. 
 
Utilize g = 10m/s2. Não esqueça as unidades e veja o formulário no 
verso. 
 
Justifique todas suas respostas com comentários, fórmulas e cálculos 
intermediários. 
 
 Faça uma boa prova!! 
 
 
1) O bloco de 4,00Kg da Figura - 1 abaixo está preso a um eixo vertical 
por meio de dois fios. Quando o sistema gira em torno desse eixo, os fios 
ficam dispostos como indicado na figura e a tensão no fio superior é de 
80,0N. 
 
a) (1,0) Qual é a tensão no fio inferior? 
 
b) (0,5) Qual período do sistema? 
 
c) (0,5) Ache período do sistema para que o fio inferior comece a ficar 
 frouxo. 
 
d) (0,5) Explique o que ocorre quando o período do sistema for menor 
 do que o calculado no item c). 
 
 
Figura - 1 
 
 
 
 
2) Uma pedra cai de um balão que se desloca com velocidade escalar 
 Vb = 12,0 m/s numa direção que forma um ângulo de 30,00 com a 
horizontal (ver Figura - 2). A pedra permanece no ar durante 6,00 s e então 
atinge o solo. 
 
a) (0,5) Determine o vetor velocidade do Balão. 
 
b) (0,5) Que distância a pedra percorre na horizontal? 
 
c) (0,5) Determine o vetor velocidade da pedra no instante em que esta 
 atinge o solo. 
 
d) (1,0) Determine a altura máxima que a pedra atinge em seu 
 movimento. Expresse os resultados dos itens a) e c) 
 utilizando vetores unitários î e ĵ . 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura – 2. 
 
 
 
 
 
 
 
3)Um trem de metrô viaja entre duas estações separadas por uma distância 
l. O trem nunca atinge sua velocidade máxima. No começo do trajeto ele 
se move com aceleração constante a , desde t = 0 até o instante t1. A partir 
de t1 os freios são acionados e ele desacelera de modo constante com (-5a) 
até parar na segunda estação, no instante t2. 
 
a) (0,5) Escreva as equações da velocidade nos intervalos de 
 tempo 0 ≤ t ≤ t1 e t1 ≤ t ≤ t2. 
 
b) (0,5) Desenhe um gráfico da velocidade ( v versus t) indicando os 
 pontos principais v(t = 0), v(t1) e v(t2). 
 
c) (1,0) Determine t1 e t2 em função de l e a . 
 
d) (0,5) Determine a distância percorrida no trecho de aceleração a, 
 isto é de t = 0 a t = t1. 
 
 
 
 
4)Um corpo de massa M1 sobre uma mesa horizontal sem atrito é ligado a 
um corpo de massa M2 pelas polias P1 e P2 sendo estas bem leves, como 
mostra a Figura - 3. 
 
a) (0,5 ) Se a1 e a2 são as acelerações de M1 e M2, respectivamente, 
 qual é a relação entre essas acelerações? Explique. 
 
b) (1,0) Expresse as acelerações a1 e a2, em termos das massas M1, M2 
 e g. 
 
c) (1,0)Expresse as tensões nos fios em termos das massas M1, M2 e g. 
 
 
Figura - 3 
 
Formulário: 
 
√1,5=1,22 √2=1,41 √2,5=1,58 √3=1,73 
 
√3,5=1,87 √4,5=2,12 √5 =2,23 √5,5=2,34 
 
√6=2,44 √6,5=2,54 √7=2,64 √7,5=2,73 
 
√8=2,82 √8,5=2,91 √9,5=3,08 √10=3,16 
	Figura - 1 
	 
	Figura - 3