UFJF 2a. Chamada do TVC 3 de Física I

Departamento de Física ICE – UFJF
2a. Chamada do TVC 3 de Física I - 08/07/2010
Nome: _______________________________________________________________________________
Matrícula:________________________ Turma:________________ Prof. :___________________
Problema [1]
Um disco com raio igual a 25 cm está livre para
girar em torno de um eixo perpendicular a ele e que
passa pelo seu centro. Ele possui um fio delgado,
porém forte, enrolado em torno da sua borda e o fio
está preso a uma bola que é puxada tangencialmente
afastando-se da borda do disco (ver figura). O módulo
da força de puxar aumenta e produz uma aceleração da
bola, que segue a equação a t =A t , onde t está em
segundos e A é uma constante. O cilindro parte do
repouso e, ao final do terceiro segundo, a aceleração
da bola é 1,80 m/s2.
a) Determine A.
b) Expresse a aceleração do disco em função do
tempo.
c) Quanto tempo depois de começar a girar o disco
atinge uma velocidade escalar angular de 15 rad/s?
d) Qual é o ângulo do giro do disco ao atingir 15
rad/s?
Problema [2]
Uma polia sem atrito possui o formato de um disco
maciço e uniforme com massa de 2,5 Kg e raio de 20,0
cm. Uma pedra de 1,5 kg é presa a um cabo muito leve
que envolve a borda da polia e o sistema é libertado a
partir do repouso. A que distância a pedra deve cair
para que a polia tenha 4,50 J de energia cinética?
Problema [3]
Uma bola de boliche rola sem deslizar para cima de
uma rampa inclinada um ângulo  com a horizontal.
Considere a bola una esfera maciça homogênea e
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ignore os seus orifícios( I = m R ).
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a) Faça um diagrama do corpo livre para a bola.
b)Qual é a aceleração do centro de massa da bola?
c)Qual deve ser o coeficiente de atrito estático minimo
para impedir deslizamento?
Problema [4]
Um pequeno bloco apoiado sobre uma mesa
horizontal sem atrito possui massa de 0,0250 kg. Ele
está preso a uma corda sem massa que passa através de
um buraco na superfície (figura abaixo). No início, o
bloco está girando a uma distância de 0,300 m do
buraco com uma velocidade angular de 1,75 rad/s. A
seguir a corda é puxada por baixo, fazendo com que o
raio do círculo se encurte para 0,150 m. O bloco pode
ser considerado uma partícula.
a) O momento angular é conservado?
b) Qual é a nova velocidade angular?
c) Calcule a variação da energia cinética do bloco.
d) Qual foi o trabalho realizado ao puxar a corda?