1ª Questão - Educacional

ATIVIDADE:
FÍSICA 2ª FASE
ALUNO:
Av. José Celso Claudio – J. Camburi
Tel.: (27) 33395-3000
3º ANO -EM
DATA:
TURMA:
FÍSICA UFES
MECÂNICA
1.ªQUESTÃO (2002)
O percurso de uma locomotiva entre duas estações de metrô consiste em um trecho horizontal alto, um trecho em declive de
inclinação constante e um trecho horizontal baixo, conforme figura. A locomotiva tem massa M e faz quase todo o percurso com
velocidade constante de módulo v, sofrendo desaceleração apenas no trecho referente ao da chegada à estação de destino. A
locomotiva utiliza como freio um gerador elétrico de corrente contínua, de força eletromotriz  e de resistência interna ajustável. Esse
freio eletromecânico transforma energia mecânica em energia elétrica. A perda de energia por atrito é desprezível.
A
Saída
Destino
B
a)No trecho em declive a resistência interna do gerador é ajustada para um valor ro, levando o gerador a fornecer a corrente elétrica Io.
Nessas circunstâncias, o tempo gasto pela locomotiva para percorrer esse trecho é igual a o. Determine o desnível vertical entre
as estações.
b)No trecho de desaceleração, a resistência interna é reajustada para um valor desprezível, e a corrente no gerador passa a valer I1 =
5 Io. Calcule o tempo gasto para a locomotiva parar.
2a QUESTÃO (2003)
Os carros de competição, para aumentar sua aderência à pista, são equipados com superfícies aerodinâmicas ou aerofólios. A
passagem do ar, através dos aerofólios, gera uma força aerodinâmica sobre o carro. Essa força é sempre vertical, dirigida para baixo
e dependente da velocidade do carro. Considere-se que um certo carro tem seus aerofólios desenhados de tal forma que o módulo da
força aerodinâmica é dado por F = b v2, em que b é uma constante positiva e v é a velocidade. O coeficiente de atrito estático entre os
pneus e a pista é  e a massa do carro com os aerofólios é m.
a)
b)
c)
Ao realizar um teste de pista, ainda sem os aerofólios instalados, o carro entra numa curva de raio constante R. Determine a
velocidade máxima que o carro pode desenvolver, na curva, sem que ocorra derrapagem.
Com os aerofólios instalados, determine a reação normal que a pista exerce sobre o carro quando esse desenvolve uma
velocidade v.
Com os aerofólios instalados, determine a velocidade máxima que o carro pode desenvolver, sem derrapar, ao fazer uma curva
de raio constante R.
3ª QUESTÃO (2004)
A figura abaixo representa uma barra rígida, homogênea, de comprimento L e massa M, presa a uma parede por um suporte
articulado sem atrito. A barra é mantida na horizontal por um fio preso à parede a uma distância L acima do suporte.
a) Faça um diagrama de corpo livre, mostrando todas as forças que atuam sobre a barra e seus respectivos pontos de aplicação.
b) Determine a intensidade da tração no fio.
c) Determine a massa de um contrapeso que, se colocado sobre a barra na extremidade afastada da parede, torna a intensidade
da tração no fio igual ao peso da barra.
LFernandesDocumento2/Criado em: 20/11/2008 12:44:00. - Última impressão 30/05/2017 00:01:00 – Data atual: 30/05/2017 – Duração 0
4.ª QUESTÃO ( 2004 )
Deseja-se colocar em órbita um satélite de massa m a uma altitude de 1/8 do raio da Terra. Considere-se que a Terra é uma esfera
homogênea de raio R e massa M, que a constante universal da gravitação é G e que o lançamento do foguete é vertical. Determine a
energia que deve ser fornecida ao satélite pelo foguete nos seguintes casos:
a) desconsiderando-se a rotação da Terra;
b) considerando-se a rotação da Terra, de período T, e considerando-se ainda que o ponto de lançamento está na latitude θ.
5.ª QUESTÃO ( 2005 )
No interior de um tanque contendo um líquido de densidade inicial ρ, encontra-se uma esfera oca de massa desprezível e volume
constante V. Um fio ideal tem uma de suas extremidades ligada à esfera e a outra a um bloco de massa m, como mostra a figura. Os
coeficientes de atrito estático e dinâmico entre o bloco e a superfície são μ E e μD, respectivamente. As polias representadas na figura
são ideais.
A) Considerando que o bloco permanece em repouso, determine a força de atrito que atua sobre o bloco.
B) Lentamente, é adicionado sal ao líquido, de forma a variar sua densidade. Determine a densidade máxima da solução líquidosal
para que o bloco permaneça em repouso.
V
6.ª QUESTÃO ( 2005 )
Uma sonda espacial encontra-se em órbita circular em torno de um planeta. Sabe-se apenas que a sonda tem massa m e a órbita
circular tem período T e raio R. Em relação à sonda, determine
A)
B)
C)
D)
o módulo da velocidade;
a energia cinética;
a energia potencial;
a energia mecânica total.
7.ª QUESTÃO ( 2006 )
Duas esferas, A e B, cujos raios são iguais a R, têm, respectivamente, densidades A e B e estão ligadas por uma haste rígida de
massa e volume desprezíveis. O conjunto está imerso em um líquido de densidade  > A > B e encontra-se em equilíbrio, com a
esfera A presa ao fundo por um fio ideal.
A partir da situação descrita acima,
A) determine a tração na haste.
B) determine a tração no fio.
C) considere que, em um determinado instante, o fio se rompe e o conjunto se move em direção à superfície. Admitindo que a força
de viscosidade é proporcional à velocidade e que a velocidade limite é v L , determine o coeficiente de viscosidade do líquido.
8.ª QUESTÃO ( 2006 )
A expressão abaixo representa o decaimento de um núcleo de Urânio-235 em um núcleo de Tório-231 e a emissão de uma partícula
alfa.
235 U  231 Th  4 
92
90
2
Considere que, no início do decaimento, o núcleo do átomo de Urânio-235 é formado por um núcleo de Tório-231 mais uma partícula
alfa que se encontra a uma distância d do núcleo de Tório-231. Admitindo que ambos (o núcleo de Tório-231 e a partícula alfa) estão
inicialmente em repouso e que, após o decaimento, o núcleo de Tório-231 continua em repouso, determine, com base na física
clássica,
A) a aceleração inicial da partícula alfa.
B) a velocidade máxima atingida pela partícula alfa.
Considere, para efeito dos cálculos, a carga elétrica fundamental como sendo e, a massa da partícula alfa como m e a
constante eletrostática do vácuo como sendo ko .
9.ª QUESTÃO ( 2006/2 )
No sistema representado na figura, os blocos A e B têm massas de 10 kg e 5 kg, respectivamente. O fio e a polia são ideais.
Considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m/s2.
A)
B)
Sabendo que o bloco A está na iminência do movimento, calcule o valor do coeficiente de atrito estático entre o bloco A e a mesa.
Após sofrer uma perturbação muito pequena, o bloco B começa a descer com aceleração constante de 2 m/s2. Calcule o
coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco A e a mesa.
C) Uma fita antiderrapante pode aumentar o coeficiente de atrito estático entre duas superfícies em até 10 (dez) vezes. Supondo que
inicialmente uma fita desse tipo seja colocada na superfície da mesa, calcule qual será a intensidade da força de atrito estática
que agirá sobre o bloco A.
A
B
10.ª QUESTÃO ( 2006/2 )
No interior de um vagão, encontra-se um grande tanque contendo um líquido de densidade ρ. Uma esfera de massa desprezível e
volume V, totalmente imersa no líquido, está presa ao fundo do tanque por um fio ideal. A esfera encontra-se em repouso em relação
ao vagão. Determine o módulo da tração no fio, considerando o vagão
A)
B)
em movimento retilíneo uniforme de velocidade de módulo v;
em movimento retilíneo uniformemente variado de aceleração de módulo a.