Gabarito Prova 1 Mecânica Clássica - Licenciatura em Física - Uniandrade

Avaliao: ( ) Parcial (X) Avaliao Global ( ) 2 chamada ( ) Exame Final

Disciplina: Mecnica Clssica

Aluno(a):

Assinatura:

Professor (a): Guilherme Augusto Pianezzer

Curso: Licenciatura em Fsica Perodo: 4/5

Data: Nota:

Instrues 1. A interpretao das questes parte do processo de avaliao.

2. As respostas e o desenvolvimento devem ser bem argumentados.

3. A durao da prova de 3 horas.

4. As questes no precisam ser respondidas na ordem.

Gabarito Questo 1. Nomeie e enuncie as Leis de Newton.

Lei da Inrcia: Um corpo permanece em repouso ou em movimento retilneo uniforme a no ser que

alguma fora atue sobre ele.

Lei Fundamental da Dinmica: Um corpo sob ao de uma fora move-se de tal forma que a taxa de

variao do seu momentum linear com o tempo igual fora aplicada.

Lei da Ao e Reao: Se dois corpos exercem foras, um sobre o outro, estas foras so iguais em

mdulo e direo e possuem sentidos opostos.

Questo 2. Um barco cuja velocidade inicial desacelerado por uma fora de atrito

=

Onde e so constantes.

Determine ().

Conhecendo-se as foras envolvidas no movimento, pode-se utilizar a Segunda Lei de Newton

para determinar a acelerao a qual o barco est submetido. Neste caso, o qual no h perda de massa,

=

= .

Assim sendo,

=

Como a acelerao representa a taxa de variao da velocidade em relao ao tempo, pode-se

encontrar (), integrando (). Ou seja, como:

=

Ento,

=

=

Integrando ambos os lados:

=

1

+ 1

=

+ 2

() = 1

ln (

+ 2)

Como (0) = 0, ento

(0) = 0 = 1

ln(2)

E assim,

2 = 0

Portanto,

() = 1

ln (

+ 0)

Encontre o tempo necessrio para que o barco pare.

O barco ir parar quando () = 0. Nesse caso,

0 = 1

ln (

+ 0)

Assim,

+ 0 = 1

=

(1 0)

Questo 3. Considere uma rampa que forma um ngulo com a horizontal e que sobre ela, a uma altura abandona-se um bloco de massa . Considere que no h atrito envolvido. Aps a descida, o

bloco desacelerado por uma mola de constante elstica , conforme a figura.

Figura 1: Esquema da questo 3 e 4.

Para modelar fisicamente este problema, possvel utilizar o princpio da conservao da Energia

Mecnica? Justifique.

Neste caso, pode-se utilizar o princpio da conservao da Energia Mecnica, pois as foras

envolvidas no sistema so conservativas.

Considerando que o bloco iniciou seu movimento com velocidade nula, determine a compresso

mxima que a mola ir sofrer.

Como a Energia Mecnica se conserva, podemos escrever que:

+ = +

No incio do movimento, o bloco possui velocidade nula de tal maneira que = 0. Alm disto, por

conta da fora gravitacional, o bloco possui energia potencial gravitacional que pode ser calculada.

Considerando a altura da mola como sendo o zero de referncia para a energia potencial gravitacional,

neste caso:

=

Alm disso, ao chegar ao ponto mais baixo e ter sua velocidade absorvida pela mola podemos concluir

que = 0 e tambm que:

=2

2

Desta maneira,

=2

2

2 =2

E assim:

= 2

Representa a compresso mxima que a bola ir sofrer.