APS 4 e P2

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CURSOS: Engenharias 
Semestres: 1º e 2º 
Disciplina: Física I 
Período: 2020-2 
4ª APS e PROVA 2 
 
1) Considerando-se o simulador: https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-
basics/latest/energy-skate-park-basics_en.html, bem como o contexto teórico-experimental 
do conteúdo correspondente: Conservação da Energia Mecânica – Parte 1, determinar: 
 
(a) A relação escala/velocidade para as alturas H = 2 m, H = 4 m e H = 6 m, assim como os 
respectivos valor médio e erro associado. 
 
(b) Os fatores de amortecimento , para duas situações de atrito e para as alturas H = 2 m, H = 
4 m e H = 6 m, assim como os respectivos valores médios e erros associados. 
 
(c) Para uma das situações de atrito verificada no item (b), considerando-se o corpo inicialmente 
em repouso na altura H = 6 m, determinar, para cada ida e vinda na referida rampa, até a altura 
mínima de 0,5 m: H; V (velocidade na base da rampa); EPG (energia potencial gravitacional, no 
ponto mais alto); EC (energia cinética na base da rampa); ΔEm = EPG – EC = fat, indicando as 
equações correspondentes, com elaboração de tabela específica. 
 
 
2) Considerando-se o simulador: https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-
lab/latest/pendulum-lab_en.html, bem como o contexto teórico-experimental do conteúdo 
correspondente: Conservação da Energia Mecânica – Parte 2, determinar, admitindo-se o 
ângulo inicial de abandono em questão -  = 50 e a massa do corpo M = 1,5 kg. 
 
(a) Para o sistema sem atrito e partindo do repouso no ângulo em questão: H; X; V; T, com valor 
de T determinado pela média aritmética de 4 repetições. 
 
(b) Para o sistema com atrito, na situação de valor correspondente à metade da sua respectiva 
marcação, também partindo-se do repouso e no ângulo inicial correspondente: ; H; X, em função 
do tempo para cada meia repetição (oscilação), até o valor mínimo  = 15, indicando as 
equações correspondentes, com elaboração de tabela específica. 
 
(c) Construir e ajustar o Gráfico: |X| versus t, obtendo-se a equação característica e seu R2, bem 
como o respectivo fator de amortecimento, indicando-se ainda, conforme equação em questão o 
tempo necessário para o repouso do pêndulo por atrito. 
 
(d) Utilizando-se dos valores de H e da massa M, determinar para cada meia oscilação 
(repetição) a EPG (energia potencial gravitacional), bem como o percentual de perda de energia 
correspondente, comparando-se estes valores entre si e com o fator de amortecimento obtido 
em (c). 
 
 
3) Um corpo de massa M, encontra-se incialmente em repouso em uma rampa lisa a uma altura 
H em relação a uma superfície rugosa horizontal de coeficiente de atrito μ. Após seu abandono 
este corpo percorre uma distância D nesta superfície horizontal rugosa e atinge uma mola, 
comprimindo-a ao máximo. Assim sendo, determinar: (a) a deformação máxima sofrida pela 
mola; (b) sabendo-se que M = 4 kg; H = 3 m; μ = 0,25; D = 1 m, determinar quantas vezes este 
corpo irá percorrer por completo a superfície rugosa até seu repouso. 
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_en.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_en.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_en.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_en.html
4) Um sistema de três pequenas esferas ligadas entre si por hastes rígidas de massas 
desprezíveis, encontram dispostas no plano XY (unidades de metros), conforme especificações 
a seguir: Esfera 1 – m1 = 3 kg, (2,-4); Esfera 2 – m2 = 4 kg, (4,-2); Esfera 3 – m3 = 2 kg, (-4,-3). 
Considerando-se que este sistema gira em sentido horário em torno do Eixo X, com frequência 
igual a 3 Hz, determinar: (a) o momento de inércia do sistema; (b) o momento angular 
correspondente. 
 
 
5) Um ciclista com sua bicicleta de rodas aro 21, imprime constantemente meia pedalada por 
segundo durante 4 minutos, conforme configuração do sistema coroa e catraca: raio coroa igual 
a 15 cm; raio catraca igual a 10 cm. Considerando-se que o ciclista desloca sempre em linha 
reta, determinar: (a) a velocidade linear da bicicleta; (b) o número de voltas completas 
executadas pela roda da bicicleta. 
 
 
6) Dois blocos: A e B, de massas respectivamente iguais a 6 kg e 2 kg, encontram-se inicialmente 
em repouso ligados por fios e por um disco homogêneo (polia) de massa igual a 10 kg e raio de 
30 cm, fixo em um eixo perpendicular e que atravessa seu centro de massa, conforme figura a 
seguir. Sabendo-se que o disco em questão pode girar livremente em torno do referido eixo, e 
que a superfície inclinada é lisa, após o abandono do sistema, determinar: (a) as acelerações 
dos corpos envolvidos no sistema; (b) a velocidade angular de um ponto na extremidade da polia 
após 30 s do abandono do sistema. 
 
 
 
 
 
Americana, 23 de novembro de 2020. 
Prof. Dr. Lorival Fante Junior 
30
Bloco A
Bloco B
Disco (Polia)