P2 - Fundamentos de Mecânica - 2022-2

Universidade federal de Ouro Preto – ICEB 2a Prova de FIS106 - Fundamentos de Mecânica – prof. Carlos Felipe Nome: Turma: 90 Data: 15/03/23 1. Um bloco de 3,5 kg é empurrado em um piso horizontal por uma força 𝐹 de módulo 15N que faz um ângulo 𝜃 = 40° com a horizontal (Fig. 1). O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso é 0,25. Calcule (a) o módulo da força de atrito que o piso exerce sobre o bloco e (b) o módulo da aceleração do bloco. Figura 1: Questão 1. 2. Dois blocos estão conectados por um fio leve que passa por uma polia sem atrito como mostra a figura 2. Se 𝑚1 = 3,00 kg, 𝑚2 = 4,00 kg, 𝜃 = 25,0°, e não há atrito entre o bloco 𝑚2 e o plano inclinado, determine (a) a aceleração das massas e o sentido do movimento, e (b) a tensão no fio. Figura 2: Questão 2. 3. A figura 3 mostra um pêndulo cônico, no qual um peso (pequeno objeto na extremidade inferior da corda) se move em uma circunferência horizontal com velocidade constante. (A corda descreve um cone quando o peso gira.) O peso tem massa de 0,040 kg, a corda tem comprimento 𝐿 = 0,90 m e massa desprezível, o peso descreve uma circunferência de perímetro 0,94 m. Determine (a) a tração da corda e (b) o período do movimento, ou seja, quanto dura cada volta. Figura 3: Pêndulo cônico. Questão 3. 4. Uma caixa de 5,0 kg é levantada de uma altura de 4,0 m, a partir do repouso por uma força vertical aplicada de 75,0 N. Encontre (a) o trabalho realizado sobre a caixa pela força aplicada, (b) o trabalho realizado sobre a caixa pela gravidade e (c) a energia cinética final da caixa. Fórmulas \( \vec{a} = \frac{d^2 \vec{r}}{dt^2} = \frac{d \vec{v}}{dt} = \frac{\vec{F}_{res}}{m}; \vec{F}_{res} = \sum \vec{F}_i; \vec{F}_{res} = m \vec{a} \) \( K = \frac{1}{2} m v^2; W = \int \vec{F} \cdot d \vec{l}; W_{res} = K_f - K_i \) \( \sin \theta = \frac{\text{cateto oposto}}{\text{hipotenusa}}; \cos \theta = \frac{\text{cateto adjacente}}{\text{hipotenusa}}; \tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} \) \( \vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos \theta \) Para a constante: \( x = x_0 + v_0 t + \frac{1}{2} a t^2; v^2 = v_0^2 + 2 a ( x - x_0 ); \)