Física I

Física I
Engª Química e Engª Materiais
Exame Final
21/1/2004
Leia com atenção as perguntas do exame e JUSTIFIQUE todos os passos que der na sua
resolução.
1 - Um esquiador move-se para baixo numa rampa
v0 0 25 m
plana de uma montanha. A inclinação (Norte-Sul) faz
y
um ângulo de 10º com a horizontal. O vento sopra de
125 m
Oeste e dá ao esquiador uma aceleração lateral de
2
0,54 m/s . O esquiador começa a descer do lado NO
10º
do alto da rampa, com uma componente de
velocidade de 9 m/s para baixo e zero na componente
lateral. A rampa, sem atrito, tem 125 m de x
comprimento e 25 m de largura. a) Onde o esquiador
sairá da rampa? b) Qual a velocidade do esquiador nesse ponto? (Sugestão: A aceleração
gravitacional ao longo de um plano inclinado de um ângulo θ é g senθ.)
2 - Uma pequena moeda é colocada sobre um prato giratório plano e horizontal. Observa-se
que o prato executa exactamente três revoluções em 3,3 s. a) Qual é a velocidade da moeda
quando ela gira sem deslizar à distância de 5,2 cm do centro do prato? b) Qual é a
aceleração (módulo e sentido) da moeda na a)? c) Qual é a força de atrito que age na moeda
na a) se a moeda tiver massa de 1,7 g? d) Qual é o coeficiente de atrito estático entre a
moeda e o prato se a moeda deslizar para fora quando está a mais de 12 cm do centro do
prato?
3 - O cabo de um elevador de 1800 kg rompe-se quando o elevador está parado no primeiro
andar. O fundo da cabina situa-se a 3,6 m acima da mola amortecedora instalada no fundo
do poço e cuja constante de força é 14800 N/m. Um dispositivo de segurança nos trilhos
remove 4520 J de energia mecânica em cada metro percorrido pelo elevador. a) Calcule a
velocidade do elevador imediatamente antes de atingir a mola. b) De quanto a mola é
comprimida? c) A que altura o elevador sobe depois de
chocar com a mola?
1,6 m
4 - Um pêndulo é constituído por uma esfera de massa 0,4 kg
pendurada por um fio de comprimento 1,6 m. Um bloco de
massa m encontra-se parado sobre uma superfície horizontal
53º
sem atrito. O pêndulo é largado do repouso de um ângulo de
53º com a vertical e a esfera colide com o bloco
0,4 kg
m
elasticamente. A seguir à colisão o ângulo máximo com a
vertical atingido pelo pêndulo é 5,73º. Determine a massa m.
M, R
5 - Uma esfera oca uniforme gira em torno de mancais
I, r
verticais sem atrito. Uma corda de massa desprezável passa
pelo equador da esfera e sobre uma roldana. A corda está
presa a um pequeno objecto que pode cair livremente sob a
influência da gravidade. Qual será a velocidade do objecto
m
após este ter descido a distância h a partir do repouso?