\(\)Um automóvel está parado num semáforo. No instante \( t = 0 \;s \) arranca seguindo uma trajetória em linha reta, horizontal e com uma aceleração variável dada por \( a(t) = 2.\, -0.5 t \;m\left/s^2\right. \) em unidades SI. \( \) Quanto tempo passa até o carro parar? \( \)\(\)
\(\)Considere um piloto sentado num F16 e num vôo de longo curso à volta da Terra, numa trajetória circular a uma altitude constante H \( \) relativamente à superfície da Terra. \( \) Imagine ainda que a velocidade do F16 é constante. \( \) \(\)Escolha, entre as afirmações seguintes, qual é aquela que corresponde à descriçao correta, do ponto de vista do piloto, das forças que nele atuam nesta fase de vôo. \( \)\(\)
\(\)Considere um piloto sentado num avião F16 e num vôo de longo curso. Tal como na situação analisada na pergunta anterior, o vôo tem uma trajetória circular à volta da Terra, a uma altitude constante \( H= 10 \;km.\; \) Imagine uma situação totalmente hipotética em que o valor da velocidade do F16, \( V_{F16} \), é constante e tal que o piloto deixa de sentir a reação normal do banco e o peso a atuarem nele. Considere que o peso do piloto é \( P= 111 \;kgf.\; \) Calcule a relação entre a velocidade do F16 nas condições de vôo referidas e \( V_{vc}\)- a velocidade de um avião de passageiros em vôo cruzeiro, \( R_{F16/vc} =V_{F16}/V_{vc}\), onde \( v_{vc}= 900 \;\;km/h.\; \) Menospreze o valor da força de atrito. A velocidade é constante durante esta fase de vôo. Considere que o raio médio da Terra é \( R_T= 6371 \;km,\; \) a massa da Terra é \( M_T= 6 \;\times 10^{24}kg,\; \) a constante de Newton de gravitação \( G_N= 6.67 \;\times 10^{-11}m^3kg^{-1}s^{-2}.\; \)\(\)
\(\)Uma corda é agitada numa extremidade \( x=0 \) com um frequência \( f=3\;Hz \) e uma amplitude \( A = 16\;cm. \) A onda que se forma propaga-se com uma velocidade \( v=10\;m/s. \) A densidade linear da corda é \( \mu =0.04\;kg/m. \) Determine o número de onda \( (k) \) e apresente o resultado com 3 algarismos significativos. \( \)\(\)
\(\)Uma corda é agitada numa extremidade \( x=0 \) com um frequência \( f=4\;Hz \) e uma amplitude \( A = 8\;cm. \) A onda que se forma propaga-se com uma velocidade \( v=20\;m/s. \) A densidade linear da corda é \( \mu =0.03\;kg/m. \) Determine o número de onda \( (k) \) e apresente o resultado com 3 algarismos significativos. \( \)\(\)
\(\)Duas ondas sinusoidais, de igual frequência, propagam-se numa corda em sentidos opostos dando origem à formação de ondas estacionárias. As ondas podem ser descritas pelas funções: \( y_{1 }(x,t)= 0.6 \sin (5. x-50. t) \;(m) \) e \( y_{2 }(x,t)= 0.6 \sin (50. t+5. x) \;(m).\; \) Verifica-se que há um nodo a meio da corda. Considere que a corda tem comprimento \( L\) e as extremidades fixas. \( \) Qual a amplitude de oscilação do ponto na corda que fica a uma distância \( x= 0.35 \;m \) da extremidade da corda que pode ser considerada como o início da corda. Dê a resposta em metros. \( \)\(\)
\(\)Qual o valor da velocidade de propagação das ondas na corda? \( \) Dê a resposta em metro por segundo \( \;(m/s).\; \)\(\)
\(\)A tensão aplicada na extremidade da corda é \( T= 25. \;N.\; \) Qual o valor da densidade linear da corda? \( \) Dê a resposta em \( \;kg/m.\; \)\(\)
\(\)Dois amigos , AEsq e ADt, estão sentados em plataformas flutuantes como a que vimos numa aula teórica. Cada um está na sua plataforma e parado, apesar de estarem a flutuar a poucos milímetros do chão. Ambos pesam o mesmo. O amigo que está sentado do lado esquerdo na imagem, AEsq, tem uma mala na mão. \( \) A certa altura, o amigo que está do lado esquerdo (AEsq) atira a mala para o que está ao lado direito (ADt). Um outro amigo, (AO) repara que a mala segue uma trajetória retilínea, a velocidade constante, da esquerda para a direita e ao longo da linha que une os dois centros das plataformas. \( \) Considere que o peso da mala é inferior ao peso de cada um dos amigos. \( \) A caixa vai deslizar pelo chão, sem atrito, até chegar a ADt que a agarra. \( \) Analise qual deverá ser a velocidade de AEsq após atirar a mala no sentido de ADt e indique qual das seguintes afirmações é verdadeira. Considere que quando o AEsq atira a mala o momento linear do sistema plataforma+AEsq+mala se conserva. \( \)\(\)
\(\)No seguimento da situação descrita acima, o ADt recebe a caixa e agarra-a. A caixa chega a ADt com uma velocidade \( \vec{\mathbf{v_c}} = 20 \vec{\mathbf{e}} _x \;cm\;s^{-1}. \) Posteriormente ADt devolve a caixa para AEsq. O amigo que está a observar (AO) consegue verificar que a velocidade da caixa que ADt devolve a AEsq é igual em módulo mas de sentido contrário ao da velocidade que recebeu, ou seja \( \vec{\mathbf{v^*{}_c}} = -20 \vec{\mathbf{e}} _x \;cm\;s^{-1}. \) Calcule o módulo da velocidade de ADt depois de devolver a caixa a AEsq, \( v_{ADt} \;. \) Considere que tanto AEsq como ADt pesam \( P= 700 \;N,\; \) o peso da plataforma é \( P_{pl}= 110 \;N, \) a caixa pesa \( P_{caixa}= 60 \;N.\; \) Apresente o resultado em unidades \(cm\) \( s^{-1} \) e com duas casas decimais. \( \)\(\)
\(\)Considere as velocidades da caixa e de AEsq e ainda os pesos indicados anteriormente. Calcule quanto se deslocou o centro de massa do sistema plataforma+AEsq+caixa ao fim de \( t= 7 \;s, \) após AEsq ter atirado a caixa no sentido de ADt. Todas as massas são pontuais. ADt está suficentemente distante para que a caixa não o atinja durante este intervalo de tempo \(t\). \( \) Apresente o resultado em unidades \(cm\) e com duas casas decimais. \( \)\(\)
\(\)Considere agora que a caixa chega a ADt com uma velocidade \( \vec{\mathbf{v_c}} = 10 \vec{\mathbf{e}} _x \;cm\;s^{-1 }, \) ambos os amigos pesam \( P= 700 \;N, \) a plataforma pesa \( P_{pl}= 90 \;N,\; \) a caixa pesa \( P_{caixa}= 70 \;N.\; \) Calcule quanto se deslocou o centro de massa do sistema plataforma+ADt+caixa ao fim de \( t= 6 \;s \) após ADt ter atirado a caixa no sentido de AEsq com uma velocidade \( \vec{\mathbf{v^*{}_c}} = - \vec{\mathbf{v_c}} \) medida pelo amigo observador (AO). Apresente o resultado em unidades \(cm\) e com duas casas decimais. \( \)\(\)
\(\)Um electrão e um positrão animados com uma velocidade de \( 0.96\;c \) colidem frontalmente. Pode obter-se como produto desta reação um par protão-anti-protão? \( \)\(\)
\(\)Considere que segura uma bola de massa \( m_1=2\;g \) e que a mesma está presa por um fio de comprimento \( l=13\;cm \) tal que o ângulo que o fio faz com a vertical é \( \theta =45\;{}^{\circ}. \) A bola é largada e vai cair (pela ação da força gravítica mas presa no fio) até embater numa parede (ver figura). A velocidade inicial da bola quando é largada é nula. \( \) Qual a altura \( h \) de que a bola é largada? Apresente o resultado em centímetros. Considere que quando a bola bate na parede a sua altura é zero. \( \)\(\)
Assuma que a bola foi largada de uma altura \( h=1\;cm. \) Determine a velocidade da bola \( v \) imediatamente antes de embater na parede. \( \) Considere a aceleração gravítica \( g=9.8\;m\;s^{-2} \)\(\)
Se a bola for largada inicialmente de uma altura \( h, \) considerando que a colisão contra a parede é uma colisão elástica, qual a expressão correta para a altura máxima que a bola conseguirá alcançar após essa colisão? \( \)\(\)
Calcule o valor do módulo do torque total aplicado sobre a bola, relativamente ao ponto onde o fio está suspenso, no instante imediatamente antes da colisão com a parede. Nota: para o cálculo do torque total deve considerar todas as forças que atuam na massa suspensa. \( \)\(\)
Assuma agora que a bola é largada de uma altura \(h\) tal que o ângulo que o fio faz com a vertical é de \( \theta =32\;{}^{\circ}. \) Se o fio tiver um comprimento \( l=10\;cm \) e o corpo um peso de \( P=2\;N, \) qual o valor do módulo do torque que está aplicado à bola no instante em que ela é largada? Calcule o torque em relação ao ponto de suspensão do fio no teto. \( \) Apresente o resultado em unidades S.I. \( \)\(\)
\(\)A figura representa uma esfera de raio \( r, \) volume \( \text{V} \) e superfície \( S. \) No seu centro está desenhado um círculo \( \textit{C}, \) também de raio \( \text{r} \) e com uma circunferência de perímetro \( P. \) \(\)Nota: o número \( \pi =3,\! 14159\ldots \) é uma proporção que representa a razão entre o perímetro e o diâmetro de uma circunferência. \(\) Escolha só uma das opções. \(\) Qual é o perímetro da circunferência? \( \)\(\)