Universitaria

4a Lista de Exercícios – Mecânica – 2º semestre de 2010
1. Você deixa cair um livro de 2 kg para uma amiga que está na calçada, a um distância D = 10,0 m abaixo de você. Se as mãos extendidas de sua amiga estão a uma distância d = 1,5 m acima do solo,
(a) qual é o trabalho Wg realizado pela força gravitacional sobre o livro até ele cair nas mãos de sua amiga? (b) Qual é a variação da energia potencial U do sistema livro-Terra durante a queda? Se a energia potencial gravitacional U do sistema é considerada nula no nível do solo, qual é o valor de U
(c) quando você deixa cair o livro e (d) quando ele chega às mãos de sua amiga? Suponha agora que o valor de U é 100 J ao nível do solo, e calcule novamente (e) Wg, (f) U, (g) U no ponto onde você deixou cair o livro e (h) U no ponto em que chegou às mãos de sua amiga.
2. Na figura ao lado um floco de gelo de 2,0 g é liberado na borda de uma taça hemisférica com 22,0 cm de raio. Não há atrito no contato do floco com a taça. (a) Qual é o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o floco durante sua descida até o fundo da taça?
(b) Qual é a variação da energia potencial do sistema floco-Terra durante a descida? (c) Se essa energia é tomada como sendo nula no fundo da taça, qual é seu valor quando o floco é liberado? (d)
Qual é a energia mecânica do sistema floco-Terra? Qual é (e) a energia cinética e (f) a velocidade do floco ao atingir o fundo da taça? (g) Essa velocidade irá depender da massa do floco? Por que?
3. A figura ao lado mostra um haste fina, de comprimento L = 2,0 m e massa desprezível, que pode girar em torno de uma das extremidades para descrever uma circunferência vertical. Uma bola de massa m = 5,0 kg está presa na outra extremidade. A haste é puxada lateralmente até fazer um ângulo 0 = 30° com a vertical, e então liberada com velocidade inicial v0 = 0. (a) Qual é a velocidade da bola ao passar pela sua posição mais baixa? (b) Essa velocidade irá depender da massa da