Efeito Magnus

5ª lista de 2009 – Curso Anual de Física
01. A figura mostra uma mola que obedece à lei de Hooke. Uma das extremidades da mola está presa em um bloco, o qual está sobre
uma superfície horizontal, cujo coeficiente de atrito estático μe é maior que o coeficiente de atrito cinético μc, e ambos são constantes
em toda a superfície. Quando a mola está no seu comprimento normal, a outra extremidade coincide com a origem do referencial Ox.
Se,a partir dessa posição, puxarmos essa extremidade com velocidade constante para a direita, assinale qual dos gráficos abaixo
representa as forças de atritos Fa (estático e cinético), aplicadas entre as superfícies do bloco e do plano, em função do tempo t.
Considere t=0 na origem do referencial.
02. O vento desloca uma nuvem, carregada, com velocidade V constante e horizontal, próximo da superfície da Terra (veja a figura).
A nuvem está carregada negativamente com uma distribuição de cargas uniforme. Suponha que, devido à evaporação de água,
moléculas de água estejam flutuando próximo à superfície da Terra. Como o centro de cargas positivas dos dois átomos de hidrogênio
não coincide com o centro de cargas negativas do átomo de oxigênio que constituem cada molécula d’água, podemos considerar cada
molécula d’água como um dipolo elétrico com cargas +2e e -2e, onde e é a carga do elétron. Esses dipolos estão inicialmente em
repouso, e com orientações aleatórias. Considere sempre uniformes os campos gravitacional, produzido pela Terra, e elétrico,
produzido pela nuvem. Com relação aos fenômenos físicos que ocorrerão, quando a nuvem passar sobre os dipolos, assinale a
alternativa correta.
(A) O vetor que representa o campo elétrico produzido pela nuvem, possuirá sentido da nuvem para a superfície da terra.
(B) Os dipolos serão alinhados pelo campo elétrico, atraídos e arrastados até a nuvem.
(C) A força elétrica resultante em cada dipolo será nula.
(D) Durante o alinhamento dos dipolos, a força elétrica não realiza trabalho nos dipolos.
(E) Os dipolos ficarão alinhados predominantemente na direção horizontal.
03. A velocidade das gotas de água de chuva é constante, quando essas gotas caem verticalmente, próximo da superfície da Terra.
Esse fato é devido à interação do ar com as gotas, o que ocasiona uma força chamada força de arrasto, que é proporcional à velocidade
das gotas e possui sentido oposto ao da velocidade. Considerando que as gotas estavam em repouso antes da queda, e que, durante a
queda, sofrem interação apenas com o ar e o campo gravitacional uniforme da terra, assinale a alternativa correta.
(A) Desde o início da queda da gota até imediatamente antes de ela chegar ao solo, a força de arrasto, aplicada pelo ar na gota, é
sempre menor que o peso da gota.
(B) Desde o início da queda da gota e até imediatamente antes de ela atingir o solo, o trabalho total, realizado pela força peso somado
com o da força de arrasto aplicada na gota, é positivo.
(C) Desde o início do movimento, a gota possui aceleração constante e diferente de zero, mas, depois que atinge a velocidade
constante, a aceleração é nula.
(D) O trabalho realizado pelo campo gravitacional depende da velocidade da gota.
(E) A energia mecânica (total) da gota é sempre constante em todo o movimento da gota.
04. A figura representa um sistema mecânico que ilustra o funcionamento de um
motor a combustão, simplificado, com apenas três peças: virabrequim, biela e
pistão. Essas três peças estão acopladas entre si, através de eixos articulados.
Enquanto o virabrequim gira com velocidade angular constante, no sentido
horário, a biela faz o pistão subir e descer num movimento oscilatório. A posição
do pistão no eixo vertical y, é dada pela projeção do ponto de articulação entre a
biela e o pistão sobre esse eixo. Essa posição no eixo y, oscila entre as amplitudes
+A e -A. Chamemos de y, vy e ay, respectivamente, a posição, a velocidade e a
aceleração do ponto de articulação entre a biela e o pistão.Se iniciarmos a
marcação do tempo t, quando a posição do ponto de articulação entre a biela e o
pistão estiver na posição y=0, como mostra a figura, assinale a alternativa que
apresenta corretamente os gráficos correspondentes às posições y, às velocidades
vy e às acelerações ay em função do tempo.
05. Um grande espelho plano serve como pano de fundo em um palco de teatro, durante a apresentação de uma dança. A bailarina se
coloca entre o espelho e o público, que assiste à dança. Um observador do público está em uma posição da qual, num dado momento,
vê a imagem refletida da bailarina no espelho e vê também a bailarina na mesma linha de seus olhos (veja a figura). Nesse momento, a
bailarina se aproxima do espelho com velocidade V com relação ao palco. Se a bailarina vê sua própria imagem e também a do
observador refletida no espelho, é correto afirmar que:
(A) o observador percebe que a imagem da bailarina, refletida no espelho, aproxima-se dele com velocidade 2V.
(B) a bailarina percebe que a imagem do observador, refletida no espelho, aproxima-se dela com velocidade 2V.
(C) a bailarina percebe que sua própria imagem, refletida no espelho, aproxima-se dela com velocidade 2V.
(D) a imagem refletida da bailarina no espelho é uma imagem real.
(E) a distância da bailarina até o espelho é o dobro da distância da bailarina até sua imagem refletida.
Gabarito: 01 - D
02 - C
03 - B
04 - E
05 - C