Fisica 1C Desafio area 1

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ÁREA 1
DESAFIO
DESAFIO – ÁREA 1
1. Dois tanques estão realizando um treinamento de combate, como ilustrado na figura
abaixo. O tanque 1, que está sobre um platô a 11 m acima do solo, dispara um projétil
carregado de tinta com velocidade de disparo (ou seja, relativa ao próprio tanque 1) igual a
250 m/s orientada a 30,0° acima da horizontal, enquanto avança em direção ao segundo
tanque com velocidade constante de 15,0 m/s relativa ao solo. O tanque 2, que está no nível
do solo, avança na mesma direção que o primeiro tanque, com velocidade constante de 35,0
m/s relativa ao solo, mas acaba sendo atingido pelo projétil. Despreze a resistência do ar, trate
os tanques e o projétil como partículas e use g = 9,80 m/s2.
a) Calcule qual era a distância horizontal d entre os tanques no instante em que o projétil foi
disparado.
b) Calcule a altura máxima atingida pelo projétil, em relação ao solo.
c) Calcule o módulo e a direção do vetor velocidade do projétil, em relação ao solo, no
instante em que o projétil atinge o tanque 2.
DESAFIO – ÁREA 1
2. Uma nave espacial com massa total igual a 12500 kg (já incluindo as massas dos
tripulantes) está em órbita circular a 5,75 x 105 m acima da superfície de um planeta de
formato esférico. O período orbital da nave é de 5800 s. Sabendo que o raio desse planeta é
4,80 x 106 m e usando G = 6,67 x 10-11 N.m2/kg2, responda:
a) Qual o valor da massa do planeta?
b) Quando a nave pousar no pólo norte do planeta e um astronauta de massa 85,6 kg descer
ao solo, qual será o valor do peso desse astronauta em relação ao planeta em questão?
DESAFIO – ÁREA 1
3. Dois blocos são conectados a uma corda que passa por uma polia, que pode girar
livremente em torno do seu eixo. A polia e a corda possuem massas desprezíveis e a corda
pode ser considerada inextensível. O bloco de massa M encontra-se sobre uma superfície
horizontal áspera e está preso a uma mola ideal de constante elástica k, cujo módulo tem um
valor numérico que é cinquenta vezes o valor numérico da massaM. O sistema é abandonado
a partir do repouso, quando a mola não está nem comprimida nem distendida. Sabendo que
o bloco suspenso de massa 2M cai uma distância h = 49,0 cm até atingir o repouso
momentaneamente, responda as questões abaixo. Use g = 9,80 m/s2.
a) Calcule o valor do coeficiente de atrito cinético entre o bloco de massa M e a superfície
horizontal.
b) Usando o valor encontrado acima, calcule agora qual é a velocidade do sistema no instante
em que o bloco de massa 2M caiu 10,0 cm em relação à posição inicial.
DESAFIO – ÁREA 1
4. Dois discos deslizam sobre uma superfície horizontal sem atrito, indo inicialmente em
sentidos contrários, como ilustrado abaixo. A massa do disco 1 é 1,0 kg e o módulo de sua
velocidade inicial é 10 m/s. A massa do disco 2 é 1,25 kg e o módulo de sua velocidade inicial
é 8,0 m/s. Os discos colidem e seguem nas direções mostradas abaixo. Sabendo que metade
da energia cinética inicial é perdida na colisão inelástica, calcule:
a) Quais são os módulos da velocidade de cada disco após a colisão.
b) Qual a velocidade do centro de massa do sistema formado pelos dois discos logo antes e
logo depois da colisão.