FSC103 - Física I – Departamento de Física

FSC103 - Física I – Departamento de Física - Universidade Federal de Santa Maria
Prof. Dr. Aguinaldo M. Severino (Laboratório de Magnetismo e Materiais Magnéticos)
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Prova3 Não responda nada nesta folha, apenas assine seu nome. Esta prova vale 12,00 pontos.
[1] (1,50) Um sujeito freia seu carro e consegue desacelerá-lo de forma constante. Supondo que o coeficiente de atrito
entre os pneus do carro e a estrada é µc=0,70 e que ele percorre 350 m até fazer com que o carro pare completamente,
determine (a) o valor da aceleração do veículo e (b) o valor da velocidade inicial do veículo.
[2] (1,50) Considere um carro de massa M=500 Kg que se move com velocidade escalar constante v = 20m/s em torno
de uma elevação circular da pista de raio R = 400m. Considere que inicialmente existe atrito entre os pneus do carro e
a pista de rolamento. Considere g = 10m/s2.
(a) Faça uma ilustração onde estejam indicadas as forças que atuam no carro quando ele está percorrendo a curva da
estrada. Descreva a natureza de cada uma destas forças. (b) Considere que repentinamente o atrito entre os pneus e a
pista se torne desprezível. Qual deve ser o ângulo entre a pista e a linha do horizonte para o carro evitar o
deslizamento e assim, mantendo-se pista?
[3] (2,00) Uma caixa de m = 25 Kg inicialmente em repouso é puxada através de um cabo por uma distância d = 8 m
por um plano inclinado até a posição onde h = 3,5 m. Não há atrito no sistema.
(a) Descreva quais são as forças que atuam sobre o caixote.
(b) Determine o trabalho realizado sobre o caixote por cada uma destas forças.
Discuta detalhadamente.
(c) Se o plano inclinado oferecer atrito, o quê acontece com o trabalho
realizado pela tensão T sobre o caixote? Discuta detalhadamente.
(d) Se ao invés de puxar o caixote um guindaste for utilizado para elevá-lo até
a posição onde h = 3,5 m o quê acontece com o trabalho?
[4] (2,00) Uma cabina de elevador de massa m = 600 Kg desce com velocidade constante v = 8 m/s quando o cabo de
sustentação começa a escorregar, permitindo que a cabina caia com aceleração constante a = g / 3 m/s2.
(a) Descreva quais são as forças que atuam sobre a cabine.
(b) Se a cabina cai d = 20 m qual é o trabalho realizado sobre ela por cada uma destas forças.
Discuta detalhadamente.
(c) Qual o trabalho total realizado sobre a cabina?
(d) Qual é a energia cinética da cabina quando ela atinge o ponto onde d = 20 m?
[5] (2,00) Uma caixa de massa m = 5 Kg desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito com velocidade v = 10
m/s. A caixa colide e comprime uma mola de constante elástica k = 600 N/m.
(a) Descreva quais são as forças que atuam sobre a caixa quando ela entra em
contato com a mola.
(b) Qual o trabalho realizado por estas forças?
(c) No instante que a caixa para devido à ação da mola de quanto é a
compressão medida na mola?
(d) Considere agora que a partir do ponto em que a caixa encontra a mola
exista atrito de intensidade FAtrito = 15 N. De quanto a mola passa a ser
comprimida neste caso?
[6] (1,50) Um cão de massa m = 8 Kg escorrega por uma rampa que oferece atrito a seu movimento. Inicialmente ele
esta na altura y1 = 9 m e no instante final na altura y2 = 13 m. O cão se lança à rampa com velocidade inicial v = 5 m/s.
(a) Descreva quais são as forças que atuam sobre o cão. Quais delas realizam
trabalho sobre ele?
(b) Qual é a variação de energia térmica devido ao escorregamento do cão na
rampa? Qual é origem desta energia?
(c) Descreva detalhadamente qual é o procedimento que você utiliza para
fazer este cálculo.
(d) Se a rampa não oferecer atrito até que altura o cão poderá escorregar?
[7] (1,50) O que são forças conservativas? Descreva o que você entende por (a) energia, (b) energia cinética, (c)
energia potencial, (d) trabalho. Discuta o que você entende por conservação de energia.
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© A.M.Severino [Laboratório de Magnetismo e Materiais Magnéticos – UFSM] [email protected]