P1 - 2023-1

Prof.: Eduardo Inacio Duzzioni Disciplina: FSC5002 - Física II Turma: 02203B Nome:_______________________________________________________________ Matrícula: _____________________ Prova 1 1 – Uma atleta de patinação executa um giro conforme mostrado na figura ao lado. Durante o giro a atleta encolhe os braços para girar mais rápido. Explique fisicamente em termos do momento angular e da energia cinética o que permite o atleta girar mais rápido sem ninguém ter empurrado ela. 2 - Um sistema massa-mola está oscilando com amplitude A. A energia cinética é igual a energia potencial apenas quando o deslocamento é? Justifique a sua resposta. 3 - Na figura abaixo, dois blocos de massas m1= 500g m2= 700g tão ligados por uma corda, de massa desprezível, que está enrolada na borda de um disco homogêneo, de massa 600g e raio 10cm. O disco pode girar sem atrito em torno de um eixo horizontal que passa pelo seu centro; note que a corda não desliza na borda do disco. O sistema é liberado a partir do repouso. Considerando g=10m/s2, determine: a) O módulo da aceleração dos blocos; b) A tensão T1 na corda; c) A tensão T2 na corda; d) A aceleração angular da polia. 4 – Calcule o momento angular da Terra ao girar em torno do seu próprio eixo. Para simplificar considere a Terra como uma esfera maciça. O raio da Terra é 6.376 km e a sua massa é 5,979.1024 kg. 5 - Na figura ao lado, uma barra, de comprimento L = 2 m, oscila como um pêndulo físico. (a) Que valor da distância x entre o centro de massa da barra e o ponto de suspensão O corresponde ao menor período? (b) Qual é o valor deste período? Equações I_{CM} = bMR^2 b = 1/2 disco, cilindro b = 1 anel fino b = 2/5 esfera maciça b = 2/3 casca esférica fina I_P = I_{CM} + Md^2 τ = \vec{r} \times \vec{F} ω = \sqrt{\frac{mgL}{I}} L = Iω K_{transl} = \frac{1}{2} MV_{CM}^2 \vec{L} = \vec{r} \times \vec{p} x(t) = x_m \cos(ωt + ϕ) \vec{τ} = \frac{d\vec{L}}{dt} v_{CM} = Rω K_{rot} = \frac{1}{2} Iω^2 ω = \sqrt{\frac{k}{m}}