Física Experimental MEC

Teste 03

14 de Janeiro de 2011 duração: 1h 15 min

Justifique convenientemente todas as respostas

1. Uma massa m1=1,0 kg, inicialmente em

repouso, vai deslizar sobre uma superfície sem

atrito até chocar elasticamente com outra

massa m2=2,0 kg. Após a colisão m2 desloca-se

numa superfície horizontal em que agora existe

atrito, sendo µc=0,30. Percorrida a distância

L=1,0 m vai chocar inelasticamente com um bloco de massa m3=4,0 kg que se encontra preso a

uma mola (que não possui qualquer deformação inicial) cuja constante elástica é k=2,00 Nm-1.

[2,5] a) Quais as velocidades das massas m1 e m2 imediatamente após a colisão sabendo que esta

é perfeitamente elástica?

[2,5] b) Qual a velocidade com que a massa m2 vai chocar com m3?

[2,5] c) Qual a velocidade com que o conjunto das duas massas m2 e m3 vai iniciar o movimento

imediatamente após a colisão perfeitamente inelástica?

[2,5] d) Qual a compressão posterior total da mola?

[2,5] e) Suponha que a massa m1 tem a forma de uma esfera oca de raio R. Se fosse largada da

mesma posição inicial, para que rodasse sem escorregar até atingir a massa m2 qual a

força de atrito que devia actuar, o estático ou o cinético? Para essa condição qual seria a

velocidade com que m1 iria chocar com m2? (Nota 232

CM MRI = ).

[4,0] 2. No sistema representado na figura M=500 g e m=460 g. O raio da roldana é

de 5,00 cm. Quando o sistema é libertado do repouso, as forças de tensão na

corda vão provocar a aceleração angular da roldana. Sabendo que o momento de

inércia da roldana em torno do eixo de rotação é igual a 1,38×10-2 kgm-2,

determine a aceleração das massas m e M.

[3,5] 3. A um cilindro maciço de massa igual a 30 kg e raio igual a 60,0 cm que se encontra em

repouso é aplicada uma força horizontal no seu centro de massa no instante

t=0 s com a seguinte dependência temporal: F=9,8 t3/2 (N). Determine o

instante de tempo para o qual o cilindro começa a deslizar.

(Nota: µe=0,30 ; 221

CM MRI = ).

m1

m2 m3 k

1,0 m

L

F(t) CM