Prova de física 01- prof Angelo

Prova de física 01- prof Angelo

Universidade Federal da Bahia Instituto de Ciencias Ambientais e Desenvolvimento Sustentavel

Primeira Prova de Fısica I − T02 − 1/2009 Prof. Angelo Marconi Maniero Data: 06 de Abril de 2009

Nome: Matrıcula:

Observacoes:

• e proibido usar calculadora ou similares e desgrampear as folhas da prova; • respostas sem justificativas ou que nao incluam os calculos necessarios nao serao consideradas;

• prova individual e sem consulta;

• as questoes devem ser respondidas nas folhas de respostas;

• os calculos devem ser explicitados;

• a questao de numero cinco e uma questao bonus.

• Dados:

(a) (0,5 ponto) Se a posicao de uma partıcula e dada por x = 4 − 12t + 3t2 (onde t esta em segundos e x em metros), qual e a sua velocidade em t = 1 s? Justifique a sua resposta.

(b) (0,5 ponto) Nesse mesmo instante o movimento e no sentido positivo ou negativo de x ? Justifique a sua resposta.

(c) O modulo da velocidade esta aumentando ou diminuindo nesse instante? Justifique a sua resposta.

(d) (0,5 ponto) Existe algum instante em que a velocidade se anula? Caso sim, forneca o valor de t. Justifique a sua resposta.

(e) (0,5 ponto) Existe algum instante apos t = 3 s no qual a partıcula estara se movendo no sentido negativo de x? Caso sim, forneca o valor de t. Justifique a sua resposta.

Questao n0 02 − Uma caixa de massa m2 repousa sobre uma estante horizontal com atrito, e e fixada atraves de cabos a duas caixas com massas m1 e m3, penduradas livremente, conforme mostrado na figura abaixo. O co- eficiente de atrito cinetico entre a caixa m2 e a estante e µ. Ambas as roldanas sao consideradas sem atrito e sem massa. Os cabos tem massas desprezıveis e sao inextensıveis. O sistema, inicialmente, e mantido em repouso.

Apos ser liberado, em termos de µ e/ou m1 e/ou m2 e/ou m3 e/ou g,

(a) (1,5 ponto) determine a relacao entre as massas para que m3 desca e o modulo da aceleracao de cada uma das caixas.

(b) (1,0 ponto) determine o modulo da forca de tracao de cada cabo.

Questao n0 03 − (2,5 pontos) Galileu mostrou que se a resistencia do ar for desprezada os alcances dos projeteis cujos angulos de lancamentos sao simetricos em relacao ao angulo de 45◦ sao iguais. Demostre o resultado de Galileu. Justifique as suas respostas.

Questao n0 04 − Em um laboratorio que conduz experiencias sobre atrito, um bloco de 150 N repousa sobre uma mesa de superfıcie horizontal rugosa, que e puxado por um fio horizontal. A forca de puxar cresce lentamente ate o bloco comecar a mover-se e continua aumentar depois disso. A figura abaixo mostra um grafico da forca de atrito f em funcao da forca de puxar P.

(a) (0,6 ponto) Identifique os intervalos dos valores da forca P em que ocorrem os atritos estatico e o cinetico. Justifique as suas respostas.

(b) (0,6 ponto) Determine os coeficientes de atrito estatico e cinetico entre o bloco e a mesa. Justifique as suas respostas.

(c) (0,6 ponto) Por que o grafico inclina-se de baixo para cima na primeira parte, mas depois se nivela? Justifique as suas respostas.

(d) (0,7 ponto) Como seria o grafico se um tijolo de 300 N fosse colocado sobre o bloco e quais seriam os coeficientes de atrito nesse caso? Justifique as suas respostas.

Questao N◦ 05 - “bonus” − Uma motociclista que trabalha em um circo, no ponto alto de sua apresentacao, lanca-se com velocidade ~v de uma rampa com um angulo θ transpoe um fosso em chamas de largura x e desce, do outro lado, em uma plataforma elevada de h em relacao a rampa, conforme a figura abaixo. Despreze os efeitos da resistencia do ar e considere a motocicleta como se fosse uma partıcula.

(a) (2,0 pontos) Determine em funcao de x, θ, h e g (aceleracao da gravidade), a velocidade mınima de lancamento, necessaria para que a travessia ocorra com sucesso para uma dada altura h.

(b) (0,5 ponto) Mostre que independente de sua velocidade de lancamento, a altura maxima da plataforma em relacao a rampa deve satisfazer a condicao hmaxima < xtanθ

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