Fisica Mecanica - Exercicios - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
Brigadeiro
Brigadeiro6 de Março de 2013

Fisica Mecanica - Exercicios - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

PDF (283.8 KB)
10 páginas
1Números de download
1000+Número de visitas
Descrição
Apostilas e exercicios de Física sobre o estudo da Fisica Mecanica.
20pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 10
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS DE FÍSICA VI

|1) A massa inercial mede a dificuldade em se alterar o estado de movimento de uma partícula. Analogamente, o momento de inércia de |

|massa mede a dificuldade em se alterar o estado de rotação de um corpo rígido. No caso de uma esfera, o momento de inércia em torno de |

|um eixo que passa pelo seu centro é dado por , em que M é a massa de esfera e R seu raio. Para uma esfera de massa M = 25,0 kg e raio|

|R = 15,0 cm, a alternativa que melhor representa o seu momento de inércia é: |

| a) ( ) 22,50.102 kg.m2 b) ( ) 2,25 kg.m2 c) ( ) 0,225 kg.m2 |

| d) ( ) 0,22 kg.m2 e) ( ) 22,00 kg.m2 |

| |

|Resolução |

| |

|Substituindo os valores fornecidos na fórmula e respeitando a quantidade de algarismos significativos, segue: |

| [pic] |

|Alternativa: C |

|2) Em um experimento verificou-se a proporcionalidade existente entre energia e a freqüência de emissão de uma radiação |

|característica. Neste caso, a constante de proporcionalidade, em termos dimensionais, é equivalente a: |

| a) ( ) Força b) ( ) Quantidade de Movimento c) ( ) Momento Angular |

| d) ( ) Pressão e) ( ) Potência |

docsity.com

| Resolução: |

| As fórmulas dimensionais da energia e da freqüência são: |

| [pic] |

|Devido à proporcionalidade entre a energia e a freqüência, tem-se: |

| [pic] |

|Daí segue: |

| [pic] |

|que é dimensão do momento angular . |

|Alternativa: C |

|3) Uma rampa rolante pesa 120 N e se encontra inicialmente em repouso, como mostra a figura. Um bloco que pesa 80 N , também em |

|repouso, é abandonado no ponto 1, deslizando a seguir sobre a rampa. O centro de massa G da rampa tem coordenadas: xG = 2b/3 e yG = c/3.|

|São dados ainda: a = 15,0 m e sem = 0,6. Desprezando os possíveis atritos e as dimensões do bloco, pode-se afirmar que a distância |

|percorrida pela rampa no solo, até o instante em que o bloco atinge o ponto 2 é: |

| [pic] |

| a) ( ) 16,0 m b) ( ) 30,0 m c) ( ) 4,8 m |

|d) ( ) 24,0 m e) ( ) 9,6 m |

| |

|Resolução |

| |

docsity.com

| Colocando o sistema rampa-bloco em um sistema de eixos coordenados, tem-se: |

| [pic] |

| Como a resultante externa no eixo x é nula, tem-se que a quantidade de movimento nessa direção se conserva. Como, no início, vcm = |

|0, então xcm é constante. |

| |

|Calculando xCM no início: |

| [pic] |

| |

|Após o deslizamento do bloco, tem-se a nova configuração: |

| [pic] |

|Calculando novamente a coordenada x do centro de massa: |

| [pic] |

| |

|Igualando (1) e (2) , tem-se: |

| 4,8 m + ( = 9,6 m ( = 4,8 m |

| Logo, tem-se que a rampa deslocou-se 4,8m. |

| Alternativa: C |

|4) Um sistema é composto por duas massas idênticas ligadas por uma mola de constante k, e repousa sobre uma superfície plana, lisa e|

|horizontal. Uma das massas é então aproximada da outra, comprimindo 2,0 cm da mola. Uma vez liberado, o sistema inicia um movimento com |

docsity.com

|o seu centro de massa deslocando com velocidade de 18,0 cm/s numa determinada direção. O período de oscilação de cada massa é: |

| a) ( ) 0,70 s b) ( ) 0,35 s c) ( ) 1,05 s d) ( ) 0,50 s |

| e) ( ) indeterminado , pois a constante da mola não é conhecida. |

| |

|Resolução: |

| |

| Iremos supor que inicialmente uma das massa está em repouso e a outra foi comprimida de x0 = 2 cm, conforme a figura abaixo: |

| [pic] |

|Assim, a energia mecânica do sistema é: |

| Em = kx |

|Ao ser liberado o sistema, a massa m1 permanece em repouso até que a mola atinja o seu tamanho natural, conforme se vê a seguir: |

| [pic] |

|A massa m2 terá uma velocidade [pic] |

|[pic] |

|Portanto, o princípio da conservação da energia nos permite escrever que: |

| [pic] (1) |

| Em qualquer instante posterior, a situação se reduz a um problema de dois corpos, cuja massa reduzida é: |

|[pic] |

|E sujeitos a uma mola de constante k. |

| [pic] |

|cujo período é: |

|[pic] (2) |

docsity.com

|Assim, substituindo (1) em (2), tem-se que: |

| [pic] |

|Não há alternativa correta. |

|5) Um pequeno camundongo de massa M corre num plano vertical no interior de um cilindro de massa m eixo horizontal. Suponha-se que|

|o ratinho alcance a posição indicada na figura imediatamente no início de usa corrida, nela permanecendo devido ao movimento giratório|

|de reação do cilindro, suposto ocorrer sem resistência de qualquer natureza. A energia despendida pelo ratinho durante um intervalo de|

|tempo T para se manter na mesma posição enquanto corre: |

| [pic] |

| a) ( ) [pic] b) ( ) E = Mg2T2 c) ( ) [pic] |

| d) ( ) E = mg2T2 e) ( ) n.d.a |

| Resolução: |

| [pic] [pic] Lei de Newton para o cilindro: |

|[pic] , que é a aceleração do cilindro no ponto A. Supondo que o cilindro esteja em repouso imediatamente antes do início da corrida |

|do ratinho, a velocidade linear do cilindro no ponto A., decorrido o tempo T, será: |

| v = v0 + aT = 0 + [pic] A potência instantânea é dada por: |

|P = F.v = Mg.[pic] = [pic]função linear no tempo. |

|Logo, o gráfico potência por tempo é: |

| [pic] A energia será a área do gráfico: |

| [pic] |

docsity.com

|Alternativa: A |

|6) Um dos fenômenos da dinâmica de galáxias, considerado como evidência da existência de matéria escura, é que estrelas giram em |

|torno do centro de uma galáxia com a mesma velocidade angular, independentemente de sua distância ao centro. Sejam M1 e M2 as porções |

|de massa (uniformemente distribuída) da galáxia no interior de esferas de raios R e 2R, respectivamente. Nestas condições, a relação |

|entre essas massas é dada por: |

| |

| a) M2 = M1 b) M2 = 2M1 c) M2 = 4M1 |

| d) M2 = 8M1 e) M2 = 16M1 |

| |

|Resolução: |

| |

| Como as porções de massa, são uniformemente distribuídas no interior das esferas, tem-se, por homogeneidade, que as densidades das |

|referidas esferas são iguais. |

|[pic] |

| Portanto: M2 = 8M1 |

|Alternativa: D |

|7) Um corpo de massa M, mostrado na figura, é preso a um fio leve, inextensível, que passa através de um orifício central de uma |

|mesa lisa,. Considere que inicialmente o corpo se move ao longo de uma circunferência, sem atrito. O fio é , então , puxado para |

|baixo, aplicando-se uma força [pic], constante, a sua extremidade livre. Podemos afirma que: |

docsity.com

| [pic] |

| a) ( ) O corpo permanecerá ao longo da mesma circunferência. |

|b) ( ) A força não realiza trabalho, pois é perpendicular à trajetória. |

|c) ( ) A potência instantânea de é nula. |

|d) ( ) O trabalho de é igual à variação da energia cinética do corpo. |

|e) ( ) O corpo descreverá uma trajetória elíptica sobre a mesa. |

| |

|Resolução: |

| (a) A força [pic]deslocará a massa M em direção ao centro, portanto o corpo não permanece ao longo da mesma circunferência. |

|(b) Essa força [pic] será transmitida pelo fio para a direção do deslocamento (no plano), no sentido do centro da circunferência, |

|portanto a força e o deslocamento radial têm [pic]mesma direção e sentido, ou seja, não são perpendiculares, e o trabalho |

|será [pic] |

|(c) Como haverá deslocamento na direção radial , haverá uma velocidade radial , e a potência sra dada por P = F.[pic].cos[pic] , que |

|não é nula pois [pic][pic]. |

|(d) Do teorema da energia cinética, o trabalho da força externa resultante num corpo é a variação da energia cinética do mesmo [pic] (|

|Trata-se do teorema da energia cinética). |

|(e) A trajetória não será elíptica, pois o raio diminuirá com o tempo. |

| |

|Alternativa: D |

docsity.com

|8) Uma esfera metálica isolada, de 10,0 cm de raio, é carregada no vácuo até atingir o potencial U = 9,0 V. Em seguida, ela é |

|posta em contato com outra esfera metálica isolada, de raio R2 = 5,0 cm. Após atingido o equilíbrio, qual das alternativas abaixo |

|melhor descreve a situação física ? É dado que [pic] |

|a) ( ) A esfera maior terá carga de 0,66.10-10C. |

|b) ( ) A esfera maior terá um potencial de 4,5 V. |

|c) ( ) A esfera menor terá uma carga de 0,66.10-10 C. |

|d) ( ) A esfera menor terá um potencial de 4,5 V.. |

|e) ( ) A carga total é igualmente dividida entre as 2 esferas. |

| |

| Resolução: |

| Sejam A e B as esferas de raios 10 cm e 5 cm respectivamente. Pelo princípio da conservação da carga, temos: |

| |

|[pic],sendo VA e VB os potenciais eletrostáticos das esferas A e B, respectivamente, após o contato. Como no equilíbrio eletrostático |

|VA = VB, segue: |

|[pic] |

| Assim, as cargas finais das esferas serão: |

|[pic] |

|[pic] |

| |

docsity.com

|Alternativa: A |

| |

|Observação: Para a resolução do exercício é necessário considerar a esfera de raio 5,0 cm inicialmente neutra, o que não foi |

|explicitado no enunciado. |

|9) Um dispositivo desloca, com velocidade constante, uma carga de 1,5 C por um percurso de 20,0 cm através de um campo elétrico |

|uniforme de intensidade 2,0.103 N/C. a força eletromotriz do dispositivo é: |

| a) ( ) 60.103V b) ( ) 40.103V c) ( ) 600 V |

|d) ( ) 400 V e) ( ) 200 V |

| |

|Resolução: |

| Como o deslocamento ocorre sob velocidade constante, conclui-se que a força resultante que age na carga é nula. Portanto o |

|dispositivo em questão cria um campo elétrico uniforme oposto ao enunciado, cancelando-o |

| Daí segue: [pic] |

| |

|Alternativa: D |

|10) Sendo dado que 1 J = 0,239 cal, o valor que melhor expressa, em calorias, o calor produzido em 5 minutos de |

|funcionamento de um ferro elétrico, ligado a uma fonte de 120 V e atravessado por uma corrente de 5,0 A, é: |

|a) ( ) 7,0.104 b) ( ) 0,70.104 c) ( ) 0,070.104 |

|d) ( ) 0,43.104 e) ( ) 4,3.104 |

docsity.com

| |

| |

|Resolução: |

| [pic] |

| portanto: [pic] |

| |

|Alternativa: E |

docsity.com

comentários (0)
Até o momento nenhum comentário
Seja o primeiro a comentar!
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome