P1 - Fundamentos de Mecânica - 2022-1

Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas Departamento de Física FIS 106 – Fundamentos de Mecânica Nome: ______________________________________________________________________________________ Data: / / Valor: 30% da nota final Nota: ______ INSTRUÇÕES • Durante a prova não será permitido que um aluno se comunique com os demais, nem que troquem material entre si. Nenhum material bibliográfico, cadernos ou anotações de qualquer espécie poderão ser consultados durante a realização da prova. Caso o aluno desobedeça às regras ou seja percebida alguma tentativa de cola, o aluno terá sua prova automaticamente ZERADA. • As questões abertas devem ter as respostas finais redigidas a caneta. As questões abertas redigidas a lápis serão consideradas, mas o aluno perde o direito à revisão. Respostas (questões abertas) sem justificativa (texto, diagramas ou cálculos) não serão aceitas. Desenvolva seu raciocínio completamente! • Leia cuidadosamente cada questão, pois a interpretação faz parte do processo de avaliação. Mantenha seu trabalho organizado e a letra legível. • Faça uso correto dos algarismos significativos. Sobre a carteira, apenas lápis, borracha, caneta, régua e calculadora. Celulares devem estar desligados, dentro da mochila ou bolsa. 𝑣 = 𝑑𝑥 𝑑𝑡 𝑣⃗ = 𝑑𝑟⃗ 𝑑𝑡 𝑎⃗ = 𝑑𝑣⃗ 𝑑𝑡 𝑦 = (tan 𝜃0)𝑥 − 𝑔𝑥2 2(𝑣0 cos 𝜃0)2 𝑅 = 𝑣0 2 𝑔 sin2𝜃0 𝑎 = 𝑑𝑣 𝑑𝑡 𝑣𝑚𝑒𝑑 = 𝑥𝑓 − 𝑥𝑖 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 𝑎𝑚𝑒𝑑 = 𝑣𝑓 − 𝑣𝑖 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 𝐹⃗ = 𝑚𝑎⃗ 𝑓𝑠 ≤ 𝜇𝑠𝐹𝑁 𝑓𝑐 = 𝜇𝑐𝐹𝑁 𝑓 = 1 2 𝐶𝜌𝐴𝑣2 𝒈 = 𝟏𝟎 𝒎 𝒔𝟐 ⁄ Questão 1: A equação horária da posição em função do tempo parta uma partícula que executa um movimento retilíneo é dada a seguir: 𝑥(𝑡) = 7,55 − 2,00𝑡 + 0,500𝑡2 a) Qual a velocidade do objeto quando 𝑡 = 1,00 𝑠? b) A partícula para em algum instante? c) Esboce o gráfico de 𝑥 em função de 𝑡 (pode ser feito no verso da última folha – indicar aqui onde está) Questão 2: Uma partícula é lançada do solo com velocidade inicial 𝑣0, fazendo um ângulo 𝜃0 = 60° com a horizontal. Ela colide com uma parede a uma altura que é 2/3 da altura máxima atingida pela partícula. Veja a figura abaixo. Qual o modulo da velocidade da partícula quando ela colide com a parede? Dê sua resposta em função de 𝑣0. Questão 3 – Na figura, o bloco 1 tem massa 1,00 kg e coeficiente de atrito cinético com o plano igual a 0,500. O outro bloco desliza sem atritos e o fio é ideal. Qual o valor mínimo da massa de 2 para que ele se desloque acelerado para baixo (não é necessário considerar o atrito estático para entrar em movimento)? Questão 4: Um conjunto de 3 blocos ligados por duas cordas ideais desliza sem atrito sobre uma superfície horizontal. Considere 𝑚𝐴 = 2,00 𝑘𝑔, 𝑚𝐵 = 1,00 𝑘𝑔 e 𝑚𝐶 = 3,00 𝑘𝑔. Uma força externa de módulo 9,00 N é aplicada horizontalmente por uma terceira corda no bloco A. Responda: a) Qual aceleração adquirida pelo conjunto. b) Qual o valor da tensão na corda 2? Questão 5 – Um motociclista executa manobras num “globo da morte” conforme a figura abaixo. O raio do globo é de 5,00 m. A massa do motociclista juntamente com a moto é de 200 kg. a) Qual o menor valor de velocidade para que o motociclista faça a curva sem descolar do globo? b) Mantendo a velocidade do item anterior constante, qual o módulo da força normal que o globo exerce sobre a moto no ponto B?