lista-2_fis1059

Prévia do material em texto

FIS1059—LISTA 2
EZEQUIEL C. SIQUEIRA
NUMERAÇÃO DAS PROBLEMAS CORRESPONDEM À 8a EDIÇÃO DO LIVRO “FUNDAMENTOS DE
FÍSICA—Vol.I, HALLIDAY, RESNICK & WALKER”, Caṕıtulo 11 — Rolamento, Torque e Momento Angular
5. Um aro de 140 kg rola em um piso horizontal de
tal forma que seu centro de massa tem uma velocidade
de 0, 150 m/s. Qual é o trabalho necessário para fazê-lo
parar?
Figura 1. Veja problema 8.
8. Na Fig. 1, uma bola de latão de massa 0, 280 g
rola suavemente ao longo do trilho quando é liberada a
partir do repouso no trecho retiĺıneo. A parte circular do
trilho tem um raio R = 14, 0 cm e a bola tem um raio
r ≪ R. (a) Quanto vale h se a bola está na iminência de
perder contato com o trilho quando chega ao ponto mais
alto da parte da curva do trilho? Se a bola é largada
a uma altura h = 6, 00R, quais são (b) o módulo e (c)
a orientação da componente horizontal da força que age
sobre a bola no ponto Q?
Figura 2. Veja problema 11.
11. Na Fig. 2, uma bola maciça rola suavemente a
partir do repouso (começando na altura H = 6, 0 m) até
deixar a parte horizontal no fim da pista, a uma altura
de h = 2, 0 m. A que distância do horizontal do ponto
A a bola toca o chão?
13. Um jogador de boliche arremessa uma bola de raio
R = 11 cm ao longo de uma pista. A bola (Fig. 3) desliza
sobre a pista com velocidade inicial vcm,0 = 8, 5 m/s e ve-
locidade angular ω0 = 0. O coeficiente de atrito cinético
entre a bola e a pista é 0,21. A força de atrito cinético fk
que age sobre a bola produz uma aceleração linear e uma
aceleração angular. Quando a velocidade vcm diminui o
suficiente e a velocidade angular ω aumenta o suficiente,
a bola pára de deslizar e passa a rolar suavemente. (a)
Qual é o valor de vcm em termo de ω nesse instante?
Durante o delizamento, quais são (b) a aceleração linear
e (c) a aceleração angular da bola? (d) Por quanto
tempo a bola desliza? (e) Que distância a bola desliza
? (e) que distância a bola desliza? (f) qual é a velo-
cidade linear da bola quando começa a rolar suavemente?
18. Em 1980, um grande ioiô foi solto de um guin-
daste sobre a báıa de S. Francisco. O ioiô de 116 kg era
formado por dois discos uniformes com 32 cm de raio,
ligados por um eixo com 3, 2 cm de raio. Qual foi o
módulo da aceleração do ioiô (a) durante a descida e (b)
durante a subida? (c) Qual foi a tensão da corda? (d) A
tensão estava próxima do limite de resistência da corda,
de 52 kN? Suponha que você construa uma versão maior
do ioiô (mesma forma e materiais, porém maior). (e) O
módulo da aceleração do seu ioiô durante a queda será
maior, menor ou igual ao do ioiô de San Francisco? (f)
E a tensão na corda?
Figura 3. Veja problema 13.