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REVISÃO PARA A 3ª AVALIAÇÃO 1. Dada a estrutura abaixo, calcule a posição do centro de massa do sistema. 2. Uma placa quadrada homogênea de 6m de lado tem um recorte quadrado com 2m de lado. O centro de desse recorte fica em x = 2m, y = 0. O centro da placa quadrada em x = y = 0. Calcule as coordenadas do centro de massa da placa recortada. 3. Duas placas metálicas em forma de triângulo retângulo, ambas de altura H = 2,0 cm e comprimento L =3,5cm, são dispostas como na figura abaixo. Calcule o centro de massa do sistema composto pelas duas placas. 4. Dois patinadores, um de 65kg e outro de 40kg, seguram as pontas de uma vara com 10m de comprimento e massa desprezível. Os patinadores usam a vara como apoio para deslizarem um em direção ao outro até se encontrarem. Qual a distância percorrida pelo patinador de 40kg? 5. Um homem de 100kg, de pé em uma superfície sem atrito dá um chute em uma pedra de 0,70kg, fazendo com que ela adquira uma velocidade de 3,90 m/s. Qual a velocidade do homem depois do chute? 6. Um homem de 75kg está viajando numa carroça a 2,3m/s. Ele salta para fora da carroça de modo a ficar com velocidade horizontal zero. Qual a variação resultante na velocidade da carroça? 7. Uma caldeira explode, partindo-se em três pedaços. Dois pedaços, de massas iguais, são arremessados em trajetórias perpendiculares entre si, com a mesma velocidade de 30m/s. O terceiro pedaço tem uma massa de três vezes a de um dos pedaços. Qual o módulo, direção e sentido de sua velocidade logo após a explosão? 8. A força sobre um objeto de 10kg aumenta uniformemente de zero até 50N em 4,0s. Qual é a velocidade final do objeto, se ele partiu do repouso? 9. A cada minuto, uma metralhadora especial de esporte dispara 220 balas de borracha de 10g com uma velocidade de saída de 1200 m/s. Quantas balas devem ser disparadas contra um animal de 85kg em corrida contra o atirador a 4,0 m/s, de forma a pará-lo? 10. Os blocos da figura deslizam sem atrito. Qual a velocidade do bloco de 1,6kg após a colisão? A colisão é elástica? Suponha que a velocidade inicial do bloco de 2,4kg seja oposta à exibida. Após a colisão, a velocidade v do bloco de 1,6kg pode estar no sentido ilustrado? IFBA - CAMPUS PAULO AFONSO Professor: Urbano Secundes Disciplina: Física Geral 1 Curso: Eng. Elétrica 11. Um corpo de 2,0kg de massa colide elasticamente com outro em repouso e continua a deslocar-se no sentido original com um quarto de sua velocidade inicial. Qual é a massa do corpo atingido? 12. Uma bola de aço de 0,5 kg de massa é presa em uma corda, de 70,0cm de comprimento e fixa na outra ponta, e é liberada quando a corda está na posição horizontal. No ponto mais baixo de sua trajetória, a bola atinge um bloco de aço de 2,5kg inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito. A colisão é elástica. Calcule a velocidade da bola e a velocidade do bloco, ambos imediatamente após a colisão. 13. Duas esferas de titânio se aproximam frontalmente com velocidades de mesmo módulo e colidem elasticamente. Após a colisão, uma das esferas, cuja massa é 300g, permanece em repouso. Qual é a massa da outra esfera? 14. Um trenó em forma de caixa de 6,0kg está deslocando-se sobre o gelo a uma velocidade de 9,0m/s, quando um pacote de 12kg é largado em cima dele. Qual a nova velocidade do trenó? 15. Um projétil de 10g de massa atinge um pêndulo balístico de 2,0kg de massa. O centro de massa do pêndulo eleva-se de uma distância vertical de 12cm. Considere-se que o projétil permaneça embutido no pêndulo, calcule a velocidade inicial do projétil. 16. Um próton (massa atômica 1 u) com uma velocidade de 500m/s colide elasticamente como outro em repouso. O próton original é espalhado a 60° de sua direção original. (a) qual é a direção da velocidade do próton alvo após a colisão? (b) quais são os módulos das velocidades dos dois prótons após a colisão? 17. Durante um intervalo de tempo t, a turbina de um gerador gira de um ângulo 𝜃 = 𝑎𝑡 + 𝑏𝑡3 − 𝑐𝑡4, onde a, b e c são constantes. Determine suas expressões (a) de sua velocidade angular; (b) de sua aceleração angular. 18. O Sol está a 2,3 x 104 anos luz do centro da Via Láctea e se move numa trajetória circular em relação a esse centro, com uma velocidade de 250 km/s. (a) Em quanto tempo ele completa uma revolução em torno do centro da galáxia? (b) quantas revoluções o Sol já completou, desde que foi formado há cercaa de 4,5 x 109 anos? 19. Um disco, rodando inicialmente a 120 rad/s, diminui a rotação com uma aceleração angular constante de módulo igual a 4,0 rad/s². (a) Quanto temo decorre antes dele parar? (b) de quanto o disco gira até parar? 20. Uma turbina com 1,20m de diâmetro está girando a 200 rev/min. (a) qual a velocidade angular da turbina em rad/s? (b) qual a velocidade linear de um ponto na sua borda? (c) que aceleração angular constante (rev/min²) aumentará a sua velocidade para 1000 rev/min em 60s? (d) quantas revoluções completará durante esse intervalo de 60s? 21. A polia de raio rA = 10cm está acoplada à polia de raio rC = 25cm ela correia B, conforme mostra a figura. A polia A parte do repouso e aumenta uniformemente sua velocidade angular à razão de 1,6 rad/s². Supondo que a correia não deslize, determine o tempo necessário para a polia C alcançar a velocidade de rotação de 100 rev/min. 22. A figura abaixo mostra um bastão fino, uniforme, de massa M e comprimento L. (a) qual o momento de inércia em relação a um eixo perpendicular ao bastão, passando pelo seu centro de massa? (b) Qual o momento de inércia do bastão em relação a um eixo ortogonal a ele, que passa por uma de suas extremidades? 23. Um volante é construído de forma que armazene energia suficiente para movimentar um automóvel. Quando o volante é previamente posto em rotação, a energia é armazenada como energia cinética rotacional. Esta energia armazenada é então transferida gradualmente para o automóvel, por meio de um sistema de engrenagens que movimenta o carro. Suponha que esse volante seja cilíndrico sólido de massa M = 75kg e raio R = 25cm. Se o volante girar a 85000 rev/min, que quantidade de energia cinética poderá armazenar? 24. Calcule as energias cinéticas de dois cilindros sólidos uniformes, que giram individualmente em torno de seu eixo central com a mesma velocidade angular de 235 rad/s. Ambos têm 1,25 kg de massa, mas o raio do primeiro é de 0,25m e o do segundo é 0,75m. 25. A figura abaixo mostra uma polia uniforme de massa 2,5kg e raio R = 20cm fixada por um eixo horizontal. Um bloco de massa m = 1,2kg está suspenso por uma corda, de massa desprezível, enrolada em volta da polia. Determine a aceleração de queda do bloco (supondo que ele cai), a aceleração angular da polia e a tensão na corda. A corda não desliza e não há atrito no eixo da polia. 26. Em relação à questão anterior, após 2,5s, (a) qual o ângulo de giro da polia? (b) Qual a velocidade angular da polia? (c) qual a energia cinética da polia? (d) Qual o trabalho realizado pelo torque? 27. Uma determinada roda adquire uma aceleração angular de 25,0 rad/s², quando um torque de 32,0N é aplicado sobre ela. Qual o momento de inércia da roda? 28. Uma casca esférica fina tem um raiode 1,90m. Um torque de 960N.m aplicado a ela implica uma aceleração angular de 6,20 rad/s² em torno de um eixo que passa pelo seu centro. (a) Qual o momento de inércia da casca em relação a esse eixo de rotação? (b) Calcule a massa da casca. 29. Um disco cilíndrico sólido e uniforme, de massa M de 1,4kg e raio R de 8,5 cm, rola sobre uma mesa horizontal a uma velocidade de 15cm/s. (a) Qual a velocidade instantânea da parte superior do disco? (b) qual a velocidade angular do disco? (c) qual a energia cinética do disco? 30. Uma bola de boliche, de raio R = 11cm e massa M = 7,2kg, desce rolando, a partir do repouso, uma rampa de comprimento L = 2,1m. A rampa está inclinada de um ângulo θ = 34° em relação à horizontal. Qual a velocidade da bola quando chega ao fim da rampa? 31. Um aro, um disco e uma esfera com mesma massa M e o mesmo raio R, são abandonados simultaneamente, partindo do repouso, do alto de uma rampa de comprimento L = 2,5m e que faz um ângulo igual a 12° com a horizontal. (a) Qual dos corpos alcança primeiro a base da rampa? (b) Quais são as velocidades dos corpos ao chegarem à base da rampa? 32. Sabe-se que a Terra gira em torno de seu eixo, enquanto descreve sua órbita ao redor do Sol. (a) Qual o momento angular associado à rotação da Terra em torno do seu eixo? (b) Qual o momento angular associado ao movimento da Terra em torno do Sol?
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