Física 1 exercícios UFRJ

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Lista de exercícios 2
Atenção: Todas as respostas devem conter diagramas ou justificativas quando necessário. Qualquer dúvida enviar e-mail para: felipe.lopes@nano.ufrj.br
Questão 1 - Um pequeno bloco de massa m, após ser empurrado por uma mola de constante elástica k, comprimida de Δx, desliza sobre uma superfície horizontal. Depois de percorrer uma certa distância, o bloco começa a subir uma rampa vertical semicircular de raio R. Uma vez na rampa o bloco atinge uma posição, cuja direção faz um ângulo θ com a vertical, onde para momentaneamente e volta descendo a rampa; como mostra a figura. Desprezando-se o atrito em todo o percurso e considerando a mola ideal calcule:
a) O ângulo θ alcançado;
b) O valor do módulo da força normal, ao atingir o ângulo θ;
c) A velocidade máxima (módulo) do bloco durante o seu movimento e onde ela ocorre. Justifique a sua resposta.
Questão 2 - Dois blocos estão ligados por meio de um cabo ideal e constituem um dispositivo como indicado na figura abaixo. O bloco colocado sobre a mesa horizontal tem massa m1 e bloco suspenso pela roldana tem massa m2. Não há atrito entre as superfícies do bloco de massa m1 e a mesa horizontal e as roldanas são consideradas como ideais.
a) Isole cada bloco e num diagrama represente TODAS as forças que atuam em cada bloco.
b) Calcule o módulo da aceleração com que cada bloco se move blocos se movem.
c) Determine o valor da tração do fio que age sobre o bloco de massa m1.
Questão 3 - Um bloco de massa m está comprimindo uma mola de constante elástica k por meio de um fio como mostra a figura abaixo. A compressão da mola (posição A) é igual a d e na posição O ela se encontra relaxada. Há atrito entre o bloco e a superfície sobre a qual ele se movimenta. Ao ser liberado o bloco oscila algumas vezes em torno de O e para definitivamente na posição B localizada a d/2 da posição O. Determine:
a) A energia mecânica do sistema massa-mola em A, imediatamente após o fio ser cortado (bloco ainda parado);
b) O trabalho da força de atrito fat sobre o bloco desde a sua liberação até parar;
c) Dado que o módulo da força de atrito é constante e igual a fat, determine o módulo da velocidade do bloco, v1, quando ele passa por O pela primeira vez. Justifique a sua resposta.
Questão 4 - Três caixas de massas m1, m2 e m3 estão empilhadas dentro de um elevador, que sobe com aceleração constante de módulo igual a a, como mostra a figura. Calcule:
a) a força resultante que atua sobre a caixa de massa m2;
b) a força que a caixa de massa m2 exerce na caixa de massa m3;
c) a força do piso do elevador sobre a caixa de massa m1. 
Questão 5 –Você está andando pelo CT, e se depara com um belo Dragonite com CP de 2897. Você malandramente pega sua pokebola de massa m a lança para captura-lo. A pokebola faz trajetória do lançamento vertical segundo a figura abaixo, a partir do ponto O, com velocidade inicial , com . Além de estar sujeito à aceleração da gravidade, o Dragonite bate suas asas, fazendo com que durante o voo a pokebola também sofre a ação de um vento que sopra na direção horizontal e que imprime uma aceleração constante adicional a ela, da forma , onde . Nas soluções dos itens abaixo, utilize quando necessário os unitários e associados ao sistema de eixos coordenados OXY, e as quantidades m, , e o módulo g da aceleração da gravidade local.
a) Determine os vetores velocidade e posição da pokebola em função do tempo, durante seu voo.
b) Calcule a altura máxima atingida pela pokebola.
c) Considerando que seu lançamento foi Nice, acertando em cheio o Dragonite, determine a que distância do ponto de lançamento o Dragonite estava.
d) Qual o trabalho realizado pela resultante das forças que atuam na pokebola, entre o instante de lançamento e o instante em que ela atinge a altura máxima?