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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 I ‘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 lum 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 alter momento de inércia a) ( ) 22,50. 10 0,225 kg. n2 d) ( ) 0,22 kg. m2 Resolução or7 to view nut*ge enta o seu . m2 c) m2 ‘Substituindo os valores fornecidos na fórmula e respeitando a quantidade de algarismos significativos, segue: I [PiC] I Alternativa: C 2) Em um experimento verificou-se a proporcionalidade 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.

Sáo dados ainda: a 15,0 m e sem = 0,6. Desprezando os possíveis atritos e as dimensões do bloco, pode-se afirmar que a istância percorrida pela rampa no solo, até o instante em que o bloco atinge o ponto 2 é: b) 0 30,0 m Id) [pic] ( ) 16,0 m ( ) 24,om e) Colocando o sistema rampa-bloco em um sistema de eixos coordenados, tem-se: Como a resultante externa no eixo x é nula, tem-se que a quantidade de movimento nessa direção se conserva. Como, no início, vcm= I IO, então xcm é constante. PAGFarl(F7 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 el horizontal. Uma das massas é então aproximada da outra, comprimindo 2,0 cm da mola. Uma vez liberado, o sistema inicia um movimento 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: ( ) 0,70s b) c) ( ) 1,05 s d) ( ) 0,50 s e) ( ) indeterminado , pois a constante da mola não é conhecida.

I Resolução: I Iremos supor que inicialmente uma das massa está em repouso e a outra foi comprimida de xo 2 cm, conforme a figura abaixo: Assim, a energia mecânica do sistema é: I Em = kx Ao ser liberado o sistema, a massa ml permanece em repouso até que a mola atinja o seu tamanho natural, conforme se vê a seguir: AIGF3rl(F7 I Assim, substituindo (1) em (2), tem-se que: I [pic] I 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 lo ratinho alcance a posição indicada na figura imediatamente no inicio de usa corrida, nela permanecendo devido ao movmento giratório Ide reação do cilindro, suposto ocorrer sem resistência de ualquer natureza. A energia despendida pelo ratinho durante um intervalo de tempo T para se manter na mesma posição enquanto corre: ( ) [pic] ( ) E = mg2T2 Resolução: b) ( ) E = Mg2T2 e) ( ) n. d. a c) ( ) [pic] Lei de Newton para o cilindro: l[pic] , que é a aceleração do cilindro no ponto A.

Supondo que o cilindro esteja em repouso imediatamente antes do início da corrida I Ido ratinho, a velocidade linear do cilindro no ponto A, decorrido o tempo T, será: v — vo + O + [picl A otência instantânea é dada por: -Ml M2 8M1 M2 – 2M1 c) M2 – 4M1 e) 16M1 I Como as porções de massa, são uniformemente distribu(das no interior das esferas, tem-se, por homogeneidade, que as densidades das ‘referidas esferas são iguais. Portanto: M2 I Alternativa: D = 8M1 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 Ibaixo, aplicando-se uma força [pic], constante, a sua extremidade livre. Podemos afirma que: a) ( ) O corpo permanecerá ao longo da mesma ircunferência. ‘b) ( ) A força não realiz is é perpendicular ? PAGF dada por P , que Indo é nula pois Do teorema da energia cinética, o trabalho da força externa resultante num corpo é a variação da energia cinética do mesmo [pic] (l I Trata-se do teorema da energia cinética). (e) A trajetória não será elíptica, pois o raio diminuirá com o te mpo. Alternativa: D 18) Uma esfera metálica isolada, de 10,0 cm de raio, é carregada no vácuo até atingir o potencial IJ V. Em seguida, ela é posta em contato com outra esfera metálica isolada, de raio R2 5,0 cm. Após atingido o equillbrio, qual das alternativas abaixo I melhor descreve a situação fisica ? É dado que [pic] ( ) A esfera maior terá carga de 0,66. 10-IOC. ( ) A esfera maior terá um potencial de 4,5 V. ) A esfera menor terá uma carga de 0,66. 10-10 C. ( ) A esfera menor terá um potencial de 4,5 V.. ( ) A carga total é igualmente dividida entre as 2 esferas. PAGFsrl(F7 I Observação: para a resolução do exercício é necessáno considerar a esfera de raio 5,0 cm inicialmente neutra, o que não ‘explicitado no enunciado. ) Um dispositivo desloca, com velocidade constante, uma carga de 1,5 C por um percurso de 20,0 cm através de um campo elétrico luniforme de intensidade 2,0. 03 N/C. a força eletromotriz do dispositivo é: a) ( ) 60. 103V Id) ( ) 400 V b) ( ) 40. 103V c) ( ) 600 v e) 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] 10) Sendo dado que 1 J 0,239 cal o valor que melhor expressa, em calorias, o calor 5 minutos de