[1] (2,50) Uma granada de massa M, inicialmente em

FSC103 – Física I - Universidade Federal de Santa Maria
Prof. Dr. A.M.Severino - http://www.ufsm.br/severino/fisica1 - [email protected]
PROVA4 [NOME:____________________________________________________]
Apenas assine. Não responda nada nesta lauda. Boa prova. Resultados 16/12/2010
[1] (2,50) Uma granada de massa M, inicialmente em repouso explode em três partes que deslizam
sobre uma superfície sem atrito, cada uma em uma direção diferente. Uma parte, com massa
m1=0,30.M, tem uma velocidade final de módulo v1=9m/s, e sai na direção do eixo x. Outro fragmento
da granada, de massa m2=0,45.M, sai em uma direção que faz um ângulo θ=450 com o eixo x. Um
terceiro fragmento sai em uma direção que faz um ângulo β=300 com o eixo x.
(a) (0,75) Qual é a velocidade do fragmento de massa m3?
(b) (0,75) Qual é a velocidade do fragmento de massa m2?
(c) (0,50) Quais são os valores da energia cinética dos três fragmentos?
(d) (0,50) Explicite quais foram as considerações você fez para poder
responder aos três itens acima? O quê você pode afirmar sobre o
momento linear, a energia total e a energia cinética deste sistema?
[2] (2,50) Um disco uniforme, com massa M=8,5 Kg e raio R=30 cm, é montado sobre um eixo
horizontal fixo. Um bloco de massa m=2,5 Kg está pendurado por uma corda de massa desprezível
que pode ser enrolada na borda do disco.
Considere que a corda não escorrega, que não existe atrito no eixo de
rolamento e que o momento de inércia do disco é I=½M.R2.
(a) (0,25) Esboce um diagrama com as forças no bloco, no fio e no disco.
(a) (1,25) Determine a aceleração do bloco em queda e a aceleração
angular do disco.
(c) (0,50) Determine a tensão na corda.
(d) (0,50) Qual (ou quais) considerações você fez para poder responder
aos três itens acima? O quê você pode afirmar sobre o momento, a
energia total e a energia cinética deste sistema?
[3] (2,50) Uma bola uniforme, de massa M=6,00 Kg e raio R, rola suavemente, a partir do repouso,
descendo uma rampa inclinada de um ângulo α=300.
(a) (0,50) Esboce um diagrama com as forças que atuam na bola.
(b) (0,75) A bola desce uma altura vertical h=1,20 m até alcançar a
base da rampa. Qual é a velocidade na base? Considere
Icm=(2/5).M.R2.
(c) (0,75) Quais são o módulo e o sentido da força de atrito sobre a
bola enquanto ela desce rolando?
(c) (0,50) Quais considerações você fez para poder responder aos
dois itens acima? O quê você pode afirmar sobre o momento, a
energia total e a energia cinética deste sistema?
[4] (3,50) Responda o mais detalhadamente possível às questões abaixo. Eu não quero respostas do
tipo “sim” ou “não”, ou que você repita textual ou monossilabicamente o que leu em um livro, mas sim
que você produza frases conexas de onde eu possa depreender o que você entendeu.
(a) (0,75) Se um sistema formado por N partículas está isolado de modo que nenhuma força externa
resultante atue sobre ele, o que se pode dizer sobre o momento linear total do sistema? E o que se
pode dizer sobre os momentos lineares de cada uma das N partículas?
(b) (0,75) Se uma colisão entre duas partículas é dita elástica o que se pode dizer sobre a energia
cinética do sistema formado por elas? Se a colisão entre as duas partículas não é elástica, o que
acontece com a energia total do sistema e com a energia cinética de cada uma das partículas?
(c) (0,75) O que é o momento de inércia de um corpo.
(d) (0,50) Escreva a segunda lei de Newton na forma angular.
(e) (0,75) Explique o que significa o momento angular de um sistema. Descreva a conservação do
momento angular de um sistema.
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"The rest is silence.(…) Now cracks a noble heart. Good-night, sweet prince. And flights of angels sing thee to thy rest."
“Whither? Where does this journey look which the watcher upon the quay, standing under his evil star, so bitterly envies,
as the mountain swim away with slow calm strokes, and the gulls abandon their vow? Does it promise a juster life?”
Foi um privilégio conhecê-los. Boa Prova, Boas festas e Bom 2011. Resultados a partir do dia 16/12/2010. Exame: 20/12/2010
© A. M. Severino – Laboratório de Magnetismo e Materiais Magnéticos / Departamento de Física / Universidade Federal de Santa Maria / http://www.ufsm.br/severino/fisica1