Física I

Semana 1

Videoaula 1: Espaço, tempo e matéria

Videoaula 2: Referenciais e coordenadas

Videoaula 3: Conceitos cinemáticos

 Videoaula 4: Cinemática escalar

Exercício 4 -

As posições ocupadas por um projétil lançado da origem do referencial, conforme esquema abaixo, são dadas pelas equações x = 60.t e y = 80.t – 5t² onde x e y são expressos em metro e t em segundos.

a. Qual aposição do projétil no instante t = 0 s?

b. Em que instante t o projétil passa pelo ponto P?

c. Se o projétil atinge o ponto Q (solo) em t = 20 s, quais as coordenadas deste ponto?

d. Qual a  distância entre a origem e o ponto Q?

Exercício 14

Uma partícula desloca--‐se ao longo do eixo 0x cujas posições são descritas pela função horária:

X =2t² + 10t + 20 (s;m)

a)      Esboçar o gráfico cartesiano x^x t ( valores de x no eixo das ordenadas e os valores de t no eixo das abscissas).

b) Determinar a equação horária da velocidade da particular e representa-la num gráfico v^x t.

c) Determinar a equação horária da aceleração da partícula e esboçar o gráfico a^x t.

d) O movimento é uniforme ou uniformemente acelerado? 

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Semana 2

Videoaula 5: Grandezas escalares e vetoriais

Videoaula 6: Vetores: representação analítica

Videoaula 7: Generalizando o conceito de referenciais

 Videoaula 8: Velocidade e aceleração vetoriais

Exercício 4

Uma bola é lançada horizontalmente de certa altura em relação ao solo.

O eixo 0x do referencial adotado pertence ao solo horizontal e o eixo 0y

se eleva na vertical. O movimento da bola segue as equações horárias:

x = 20 t e y = 20 – 5 t² e z = 0 (em unidades do SI).

a. Escreva o vetor posição r → (t) que posiciona a bola em função do tempo.

b. Escreva as expressões cartesianas da velocidade e da aceleração

para um instante t qualquer.

c. No instante em que a bola atinge o solo ( y = 0 ) qual o módulo da

velocidade e da aceleração e a posição x?

Exercício 6

Duas crianças partem simultaneamente de uma esquina. A criança A

segue para norte com velocidade constante 1 m/s e a criança B segue

para leste com velocidade constante 2 m/s.

a. Qual o comprimento do segmento de reta que une as duas crianças

depois de 20 s?

b. Qual a velocidade relativa de B em relação a A?

-----------------------------------------------------------------------------------------

Semana 3

Videoaula 9: Forças

Videoaula 10: Forças de contato

Videoaula 11: Estática do ponto e dos corpos rígidos

Videoaula 12: Estática exemplo

Em todas as situações abaixo, o(s) corpo(s) ilustrado(s) está(ão) em equilíbrio estático, tanto de translação como de rotação. Para cada uma delas,

a. Faça o diagrama de corpo livre (note que em algumas situações há mais de um corpo presente).

b. Identifique as forças presentes e esboce-as.

c. Escolha um sistema de referência.

d. Decomponha as forças nesse sistema de referência.

e. Escreva as condições do equilíbrio de translação.

f. Apenas para os exercícios 10 e 11, escreva também as condições de

equilíbrio de rotação.

Exercício 2

Caixa de massa m sobre uma superfície plana horizontal. Ela está sendo empurrada, mas não se move devido ao atrito.

Exercício 12

 Um objeto de massa m1 sobre uma superfície plana horizontal com atrito suspende o objeto de massa m2.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Semana 4

Videoaula 13: Dinâmica Newtoniana

Videoaula 14: Terceira lei de Newton e Diagrama do corpo livre

Videoaula 15: Exemplos simples

Videoaula 16: Outros casos simples

Exercício 2

Um carrinho de massa m = 40 kg é posto em movimento num piso

horizontal sob ação da força externa horizontal Fext = 300N conforme

esquematizado. As rodas do carrinho encontram-se travadas e sofrem

ação do atrito com a pista, cuja intensidade é 240N.

Adotar g = 10 N/kg = 10 m/s².

a. Determinar a aceleração resultante no carrinho.

b. Se após 10 segundos a força F deixar de atuar, depois de quanto

tempo o carrinho irá parar?

Exercício 11

O conjunto “trenó-criança” tem massa m = 30 kg; ele é puxado por

uma força tensora T = 50 newtons, conforme ilustra a figura

  

Se a força de atrito que dificulta o movimento é de 10 newtons, calcular:

a. A aceleração resultante no trenó.

b. A reação normal sobre o trenó.

Semana 5

Videoaula 17: Movimento dos projéteis

Videoaula 18: Casos particulares

Videoaula 19: Cinemática do movimento circular

Videoaula 20: Dinâmica e exemplos

Exercício 4

Um atirador mira sua arma para uma fruta pendurada num galho à altura H = 32 metros. O projétil é ejetado com velocidade = 40 m/s com ângulo de tiro ɵ.

No instante em que a arma é disparada, a fruta se desprende dogalho e cai em queda livre.

Determinar a posição do ponto de impacto fruta/projétil.

Dados: D = 24 m; sen ɵ = 0,80 e cos ɵ = 0,60. Despreze a resistência do ar.

Exercício 8

Um disco B de massa m é posto em movimento circular uniforme de raio R sobre uma plataforma

horizontal sem atrito, com velocidade escalar constante V.

Um fio leve e flexível, que passa por um orifício sem atrito, tem uma extremidade presa no disco, e

na outra pende um objeto A de massa m. O disco é mantido em trajetória circular pela força do fio que puxa o bloco no sentido do centro de rotação (o orifício). Determinar m (massa do objeto A) de modo que a trajetória do disco seja circular e de raio R. Resolução literal.

Semana 6

Vídeoaula 21: Sistemas de partículas

 Vídeoaula 22: Colisões

 Videoaula 23: Energia

 Videoaula 24: Trabalho e energia

Exercício 7

Tome novamente o problema do exercício 4. Mas agora, ao invés de uma colisão elástica, considere que durante a colisão os objetos A e B fundam-se num só, de massa mA + mB, que então passa a mover-se com velocidade v (esta e uma colisão totalmete inelástica). Determine essa velocidade (perceba que, neste caso, o principio da conservação do momento linear e suficiente para isso).

Exercício 15

Uma esfera de massa m e solta do ponto A e percorre ao longo de um trilho que obriga a esfera a realizar um “looping” ao passar pela parte circular de raio de curvatura R.

De qual altura a esfera deve ser solta para que passe por B, próximo do trilho, mas sem nele encostar? Considere a esfera como partícula e nula a forca de atrito.