Lista - Fundamentos de Mecânica 2020 2

QUESTÃO 1 Um avião viaja a uma velocidade de 480km/h em relação ao solo, enquanto sua hélice gira em torno de um eixo paralelo à direção do vôo, a 1600 rev/min. Qual é a velocidade escalar linear (em km/h) de um ponto na extremidade da hélice a 1,80m de distância ao eixo de rotação, com relação ao piloto? E com relação a um observador no solo? QUESTÃO 2 Uma chapa está livre para girar em torno de um eixo que passa por O, perpendicular a ela. Três forças coplanares agem sobre a chapa em diferentes distâncias ao eixo de rotação: F_A = 10N, AO = 8,0m; F_B = 16N, BO = 4,0m; F_C = 19N, CO = 3,0m. Qual o módulo do torque resultante e em que sentido de rotação a chapa é acelerada? QUESTÃO 3 Uma barra fina de 75,0cm de comprimento e 240g de massa está suspensa por uma das extremidades. Determine o momento de inércia da barra em relação ao eixo de rotação. Ela é puxada de leve lateralmente e abandonada para oscilar, passando pela posição mais baixa a uma velocidade angular de 4,00rad/s. Ilustre. Determine a energia cinética da barra na posição mais baixa e a altura, acima desta posição, que o centro de massa pode alcançar. Considere g=9,8m/s^2. QUESTÃO 4 Uma bicicleta que se move em linha reta a 30,0km/h possui pneus de 60,0cm de diâmetro. Qual é a velocidade angular das rodas em relação aos respectivos eixos? A bicicleta é freada, sem deslizamento, completando 20 voltas exatas até parar. Qual é o módulo da aceleração angular das rodas, suposta constante? Que distância a bicicleta percorre durante a frenagem? QUESTÃO 5 Uma esfera maciça com 0,150m de raio e momento de inércia I = 0,0400 kg·m^2 (em relação a um eixo que passa pelo centro de massa) rola, sem deslizar, subindo uma superfície com uma inclinação de 30,0º em relação à horizontal. Ilustre. Em uma certa posição inicial a energia cinética total da esfera é 20,0J. Que percentual desta energia cinética inicial se deve à rotação? Calcule a massa da esfera e a velocidade do seu centro de massa na posição inicial. Que distância o centro de massa da esfera pode se deslocar ao longo da superfície inclinada até parar? Considere g = 9,8m/s^2.