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

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

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Apostilas e exercicios de Física sobre o estudo da mecânica, lista de exercicios.
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Física I – Lista de exercícios para entregar até o dia 29/10/2012 1) Um disco gira em torno de um eixo fixo, partindo do repouso, com aceleração angular constante, até alcançar a rotação de 10rev/s. Depois de completar 60 revoluções, a sua velocidade angular é de 15rev/s. a) Calcule a aceleração angular. b) Calcule o tempo necessário para completar as 60 revoluções. c) Calcule o tempo necessário para alcançar a rotação de 10rev/s. d) Calcule o número de revoluções desde o repouso até a velocidade de 10rev/s. 2) Numa máquina de Atwood, um bloco tem massa M=500g e o outro m=460g . A polia, que está montada sobre um suporte horizontal sem atrito, tem um raio de 5cm . Quando ela é solta, o bloco mais pesado cai 75cm em 5s . A corda não desliza na polia. a) Qual a aceleração de cada bloco? b) Qual a tensão na corda que suporta o bloco mais pesado? c) Qual a tensão na corda que suporta o bloco mais leve? d) Qual a aceleração angular da polia? e) Qual o seu momento de inércia?

5) Um aro com um raio de 3m e uma massa de 140kg rola sobre um piso horizontal de modo que o seu centro de massa possui uma velocidade de 0,150m/s . Qual é o trabalho que deve ser feito sobre o aro para fazê-lo parar? 6) Uma esfera sólida de peso igual a P = 35,58N sobe rolando um plano inclinado, cujo ângulo de inclinação é igual a θ = 30º. Na base do plano, o centro de massa da esfera tem uma velocidade linear de v0 = 4,88m/s. a) Qual é a energia cinética da esfera na base do plano inclinado? b) Qual é a? c) Se o peso da esfera for o dobro, qual a distância que ela percorre ao subir o plano? 7) Uma bolinha de gude sólida de massa m e raio r rola sem deslizar sobre um trilho mostrado a seguir, tendo partido do repouso em algum ponto do trecho retilíneo do trilho. a) Qual é a altura mínima h, medida a partir da base do trilho, de onde devemos soltar a bolinha para que ela não perca o contato com o trilho no ponto mais alto da curva? O raio da curva é R e considere que R  r. b) Se a bolinha for s tura igual a 6R acima da base do trilho, qual será a componente horizontal da força que atua sobre ela no ponto Q ?

3) Uma régua, apoiada no chão verticalmente por uma das extremidades, cai. Determine a velocidade da outra extremidade quando bate no chão, supondo que o extremo apoiado não deslize. (Sugestão: considere a régua como um bastão fino e use o princípio de conservação de energia). 4) Um tubo de paredes finas rola pelo chão. Qual é a razão entre as suas energias cinéticas translacional e rotacional, em torno de um eixo paralelo ao seu comprimento e que passa pelo seu centro de massa?

8) As rodas A e B da figura a seguir estão conectadas por uma correia que não desliza. O raio da roda B é três vezes maior que o raio da correia A. a) Qual seria a razão entre os momentos de inércia IA / IB se ambas tivessem o mesmo momento angular? b) Qual seria a razão entre os momentos de inércia IA / IB se ambas tivessem a mesma energia cinética de rotação?

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9) Um homem está de pé sobre uma plataforma sem atrito que gira com velocidade angular de 1,2 r.p.s.; seus braços estão abertos e ele segura um peso em cada mão. Nessa posição, o momento de inércia do sistema composto pelo homem, os pesos e a plataforma é igual a 6 kg.m2. Se, ao mover os pesos, o homem fizer o momento de inércia do sistema diminuir para 2 kg.m2, (a) qual será a velocidade angular da plataforma e (b) qual será a razão entre a nova energia cinética do sistema e o seu valor original? (c) O que forneceu a energia cinética adicional? 10) Dois discos são montados em mancais quase sem atrito, sobre um mesmo eixo e podem ser aproximados de modo a se acoplarem e girar como um disco único. (a) O primeiro disco, com momento de inércia de 3,3 kg.m2, é posto para girar a 450 r.p.m. O segundo, com o dobro do momento de inércia do primeiro, a 900 r.p.m., no mesmo sentido do primeiro. Eles são então acoplados. Qual é a sua velocidade angular após o acoplamento? (b) Se o segundo disco girar a 900 r.p.m., em sentido oposto ao do primeiro, qual será a velocidade angular após o acoplamento? 11) Uma haste fina e uniforme de 0,50 m de comprimento e 4,0 kg de massa pode rodar num plano horizontal, em torno de um eixo vertical que passa pelo seu centro. A haste está em repouso quando uma bala de massa 3 g, movendo-se no mesmo plano horizontal, atinge uma de suas extremidades. Visto de cima, o sentido da velocidade da bala faz um ângulo de 60º com a haste. Sabendo-se que a bala se aloja na haste e que a velocidade angular desta é 10 rad/s, imediatamente após o impacto, qual é o módulo da velocidade da bala pouco antes do impacto?

12) Uma esfera uniforme de peso P e raio r é mantida no lugar por uma corda presa a uma parede, sem atrito, situada a uma distância L acima do centro da esfera, conforme a figura a seguir. Mostre que a tensão T na corda e a força F exercida pela parede sobre a esfera são: ( √ ) ( )

13) Uma viga é transportada por três homens, estando um homem em uma das extremidades e os outros dois sustentando a viga por meio de uma trave transversal, colocada de modo que a carga esteja igualmente dividida entre os três homens. Em que posição está colocada a trave transversal? (Despreze a massa dessa trave.)

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