ICF1 AD2 2018- 2

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IF/UFRJ 
Introdução às Ciências Físicas I
2o Semestre de 2018 
AD2 de ICF1
Profs. Germano Penello e Lucas Sigaud
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Instruções
Faça a AD2 à medida que você for estudando.
Não dispense a ajuda da tutoria presencial, nem da tutoria à
distância para fazer a sua AD2. Você pode entrar em contado com
os tutores à distância pelo telefone 0800-2823939 e diretamente
pela ferramenta da plataforma denominada “Sala de Conferência”
ou Chat”, nos horários disponíveis. Ou ainda pelas ferramentas da
plataforma denominadas “Fórum” e “Sala de Tutoria”, onde você
pode colocar a sua dúvida e ter uma resposta da nossa equipe em
até 24h durante a semana. Quando a dúvida é colocada de sexta à
noite até domingo, respondemos até a segunda-feira seguinte.
Esta AD contém três (03) questões. Ela deve ser entregue conforme
as instruções de seu tutor presencial!
AD2 de ICF1 – 2018.2
VERSÃO ATUALIZADA
1
Polo:______________________
Data:______________________
Curso:_____________________
Questão
1ª
2ª
3ª
4ª 
Nota Rubrica
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RESPONDA AS QUESTÕES NOS ESPAÇOS RESERVADOS,
LOGO ABAIXO DE CADA ITEM.
Questão 1 (4,0 pontos)
Só ganham pontos na questão os alunos que fizeram o
Laboratório 4, portanto, espere para começar a resolver a
questão depois de ir ao polo para fazer os experimentos desse
laboratório.
Os cientistas utilizam o método científico para descobrir as Leis da 
Natureza. Na Prática 1 do Módulo 2 você realizou um experimento 
para encontrar um modelo que pudesse ser utilizado para somar 
forças. Com esta finalidade, a força resultante foi obtida de duas 
formas diferentes.
a) Escreva as fórmulas do modelo que permitem calcular as
componentes da força resultante a partir de duas forças
conhecidas.
b) Escreva as fórmulas utilizadas para se obter a incerteza
experimental das componentes da força resultante obtidas com
o modelo (item a).
c) Complete a Tabela 1 com as medidas experimentais que você
realizou para obter, com a fórmula do item (a), as componentes
da força resultante. Não esqueça de colocar as incertezas
destas medidas (coloque as incertezas dos ângulos em graus).
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Tabela 1
d) Calcule com as fórmulas do item (a) as componentes das
forças que você vai utilizar para calcular a força resultante com
o modelo. Transfira as componentes destas forças para a
Tabela 2.
e) Na determinação das incertezas das componentes das forças
é necessário que os valores das incertezas dos ângulos
medidos seja em radianos e não em graus. Transforme as
incertezas dos ângulos de graus para radianos.
f) Calcule as incertezas experimentais que estão associadas às
componentes obtidas em (d) e transfira para a Tabela 2.
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Tabela 2
g) Calcule as componentes da força resultante obtida com os
dados da Tabela 2 e transfira para a Tabela 3. Não esqueça de
calcular as incertezas destas componentes. Transfira as
incertezas para a Tabela 3.
Tabela 3
h) Para comprovar o modelo proposto para somar forças, foi
utilizada outra maneira para se obter a força resultante. Qual a
outra maneira utilizada para se obter a força resultante?
i) Coloque na Tabela 4 os valores das medidas que você realizou
para calcular a força resultante desta outra maneira, bem como
as incertezas destas medidas.
Tabela 4
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j) Calcule os valores das componentes da força resultante obtida
a partir dos dados experimentais da Tabela 4, assim como
suas incertezas. Transfira os resultados para a Tabela 5.
k) Escreva o intervalo I1 associado à faixa de valores da medida
da componente x da força resultante obtida com as fórmulas
do modelo (Tabela 3). Escreva o intervalo I2 associado à faixa
de valores da medida da componente x da força resultante
obtida da outra forma (Tabela 5). Represente esses intervalos
na semirreta a seguir. TRABALHE COM UMA ESCALA
RAZOÁVEL
l) Qual é a interseção entre os intervalos I1 e I2 obtidos no item
(k)?
Tabela 5
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m) Escreva o intervalo I3 associado à faixa de valores da medida
da componente y da força resultante obtida com as fórmulas
do modelo (Tabela 3). Escreva o intervalo I4 associado à faixa
de valores da medida da componente y da força resultante
obtida da outra forma (Tabela 5). Represente esses intervalos
na semirreta a seguir. TRABALHE COM UMA ESCALA
RAZOÁVEL.
n) Qual é a interseção entre os intervalos I3 e I4 obtidos no item
m?
o) Interprete os resultados experimentais, comparando os
resultados dos itens anteriores e verificando sua
compatibilidade dentro dos modelos estudados.
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Considere um bloco de madeira A, de massa m1 = 5,0 kg,
descendo um plano inclinado (rampa) que faça um ângulo de 30
graus com o solo. Existe atrito entre o bloco e a rampa. Sobre este
bloco há um segundo bloco, B, que possui massa m2 = 4,0 kg. Não
há movimento relativo entre os blocos A e B. Considere a
aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2.
a) Desenhe o sistema descrito acima. 
b) Existe atrito entre os blocos A e B? Justifique sua resposta.
c) Desenhe isoladamente os dois blocos, identificando todas as 
forças que atuam sobre cada um.
Questão 2 (3,0 pontos)
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d) Qualo coeficiente de atrito estático mínimo entre os blocos A e
B para que a situação descrita acima seja possível?
e) Qual a força de atrito entre o bloco A e a rampa, sabendo que
o coeficiente de atrito cinético entre o bloco A e a rampa vale
1,4?
f) Qual a aceleração do bloco A? E do bloco B?
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Uma partícula se move sobre uma calha horizontal lisa com
velocidade constante de módulo desconhecida. A calha horizontal
transforma-se, suavemente, a partir do ponto A, em uma calha
semicircular de raio R, tal como indicado na figura. Após percorrer
toda a calha semicircular, a partícula deixa a calha no ponto B, que
se encontra exatamente acima do ponto A, com velocidade
horizontal de módulo v0 e cai de volta na calha horizontal em um
ponto P. As calhas estão orientadas de modo que todo o
movimento da partícula se passa num mesmo plano vertical.
Considere desprezível o atrito entre a partícula e as calha em
todos os momentos(entre os pontos A e B). Considere como dados
do problema R = 30 cm, |v0| = 15 cm/s e a aceleração da gravidade
g = 10 m/s2.
a) Faça um desenho das forças que atuam na partícula de massa
m quando ela passa pelo ponto Q, indicado na figura,
localizado na calha semicircular.
b) Faça um desenho das forças que atuam na partícula de massa
m quando ela passa pelo ponto Q', indicado na figura,
localizado na calha semicircular.
c) Escreva o vetor velocidade instantânea inicial da partícula ,
v0, ​em relação ao eixo xy desenhado na figura em termos dos
unitários i e j.
Questão 3 (3,0 pontos)
R
v0
P A
Q
x
y
^ ^
Q'
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d) Escreva x(t), y(t), vx(t) e vy(t) (componentes da velocidade
instantânea na direção x e y, respectivamente) para a partícula
como funções do tempo.
e) Determine o tempo que a partícula leva para atingir o ponto P. 
Apresente seu resultado com dois algarismos significativos.
f) Determine a distância entre os pontos A (origem do eixo xy) e 
P. Apresente seu resultado com dois algarismos significativos.
g) A partícula possui velocidade de módulo igual, maior ou menor 
que v0 ao passar pelo ponto Q? Justifique sua resposta.