Prova I física i

UERJ - Instituto de Física - Departamento de Física Teórica
Primeira Prova de Física Teórica e Experimental I
Nome (letra de forma):
1. Uma partícula move-se no plano e a sua posição (r em metros) em função do tempo (t em segundos) é descrita pela função vetorial r(t) = ( 20 t , - 2 t2 + 20 t). Calcule:
a) A velocidade e a aceleração da partícula em função do tempo.
b) A velocidade média e a aceleração média entre os instantes t = 0 e t = 1 s.
c) O instante de tempo em que a partícula alcança a altura máxima (para t > 0).
d) A altura máxima alcançada (ymax).
e) O instante de tempo em que a partícula bate no solo (y = 0).
2. Uma corrente com quatro elos (1 kg cada) é puxada para cima por uma força vertical (assinalada na figura abaixo) de módulo igual a 52 N.
a) Desenhe um diagrama das forças que atuam sobre cada elo.
b) Escolha um sistema de referência e escreva as forças nesse referencial
c) Escreva as leis de Newton para o problema e deduza as equações pertinentes.
d) Calcule a aceleração da corrente.
e) Calcule as forças que atuam nos elos.

3. Um caixote de massa m é puxado por meio de uma corda (como mostra a figura abaixo à esquerda) com uma velocidade constante. A tração na corda é T e o ângulo entre a corda e a horizontal é .
a) Escolha um referencial e desenhe um diagrama das forças que atuam sobre o caixote.
b) Calcule a força que o solo exerce no caixote.
c) Calcule o coeficiente de atrito entre o solo e o caixote.
d) Calcule o trabalho realizado por cada uma das forças em um deslocamento do caixote de D metros.
e) Qual seria a aceleração do caixote se o coeficiente de atrito baixasse, repentinamente, para a metade do seu valor?

4. Considere uma vasilha semi-esférica de raio R (conforme a figura acima à direita). Um cubo de gelo de massa m cai da borda da vasilha (desconsidere o atrito).
a) Qual o módulo da velocidade do cubo de gelo quando ele passa pelo fundo da vasilha?
b) Faça um diagrama das forças que atuam no cubo de