2009 04 19 AP1a

Prévia do material em texto

Instituto de Física -UFRJ 
 
1
o
 Q 
2
o 
Q 
3
o 
Q 
4
o 
Q 
Nota 
 
Avaliação Presencial de Fisica IA – 1o Semestre de 2009 
19 de Abril de 2009 
Lembre-se de que todas as respostas devem ser justificadas 
 
1- A função-velocidade de uma partícula que se move no espaço OXYZ é dada por v= 2 ux + 3t uy + (5t
2 +2) 
uz no Sistema de Internacional de unidades. Calcule: 
a- A função-movimento, sabendo que no instante t = 0 s a partícula passava pela origem. 
b- A função-aceleração da partícula. 
c- O ângulo entre o vetor-posição e a velocidade no instante t = 1 s. 
 
2- Um caminhão trafega ao longo de uma estrada em linha reta (tomada como sendo o eixo x) com velocidade 
v = vux . Um atirador dispara um projétil de massa desprezível, com velocidade de módulo |v’| = v’ em 
direção ao caminhão. O projétil atravessa a lona do caminhão, de modo que ambos os buracos de entrada 
(ponto P na Figura 1) e saída (ponto P’ na Figura 1) do projétil estão diametralmente opostos. Suponha que 
o projétil não seja defletido ao atravessar a caixa, mas que sua velocidade seja reduzida a 0,8v’. 
 
a- Calcule o ângulo com que o projétil foi disparado 
em relação à estrada (ângulo entre os vetores v e 
v’). 
b- Calcule a velocidade relativa do projétil em 
relação ao automóvel antes de atingi-lo. 
c- Se a caixa possui uma largura l, calcule o 
deslocamento do automóvel enquanto o projétil 
atravessa a caixa. 
 
 
3- Um trem de brinquedo, de massa m, se move em um trilho em movimento circular uniforme vertical de raio 
R, conforme ilustra a Figura 2. O módulo da força normal de contacto entre o trilho e o trem no ponto A 
vale 3 mg. 
 
a- Calcule a velocidade do trem. 
b- Calcule o módulo da força normal nos pontos B, C e D 
indicando o seu sentido. 
c- Se o módulo da normal no ponto A fosse 3mg/2, qual 
seria o novo valor e sentido da normal no ponto C ? 
 
 
4- Na figura abaixo, um bloco de massa m = 5,0 kg desliza para cima no plano inclinado fazendo um ângulo θ 
= 30o com a horizontal, sob a ação de uma força horizontal F = 50 N. O coeficiente de atrito cinético entre o 
bloco e o plano é de µ = 0,30. Considerando g = 10 m/s2 e lembrando que sen(30)o= ½ e cos(30o) =
2
3 , 
a- Calcule o módulo e determine a direção e o sentido 
da aceleração do bloco. 
b- Se o bloco é arremessado para cima com velocidade 
inicial de 4,0 m/s, qual a distância que ele desliza até 
parar. 
c- Supondo que o coeficiente de atrito estático seja µe = 
0,31, o que acontece com o bloco quando atinge o 
ponto mais alto?