Semana 5 - Física I - Aulas 17-18-19-20

Os temas abordados nestas aulas são:

As condições iniciais
O problema geral
As equações básicas do movimento
As equações horárias
A trajetória

Determinação da altura máxima
Determinação do tempo de queda
Determinação do alcance
Lançamento na horizontal
Lançamento a partir do solo
Lançamento na vertical

Variáveis no movimento circular
Velocidade angular
Aceleração angular
Vetor Posição
Vetor velocidade
Vetor aceleração

Dinâmica do movimento circular
Movimento circular uniforme
O pêndulo
Movimento circular uniformemente variado
Movimento circular num campo gravitacional

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EXERCÍCIO 4 - FÍSICA I 

Um atirador mira sua arma para uma fruta pendurada num galho à altura H=32 metros. O projétil é ejetado com velocidade V0= 40 m/s com ângulo de tiro θ.

Resp: Como a fruta se solta no instante em que o projétil é disparado, os 2 movimentos são simultâneos, ou seja, o relógio registra o mesmo instante t tanto para o projétil quanto pra a fruta. Para escrevermos as equações horárias, necessitamos identificar as condições iniciais (to=0).  Portanto, para t=1s, ocorre o impacto do projétil com a fruta. A determinação da ordenada y do ponto de impacto por ser feita por meio da equação horária y= f(t) tanto da fruta como do projétil. Então:

y= 32 - 5 (1)² = 27m

O projétil encontra a fruta no ponto de coordenadas:

x= 24m e y= 27m

EXERCÍCIO 8 - FÍSICA I 

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. O que ocorre com o disco se o fio se romper?

Resp.: Não há nada que o segure na trajetória circular, o disco B move-se obedecendo a 1ª Lei de Newton e a Lei da Inércia, conservando invariável a sua velocidade vetorial (módulo, direção e sentido invariáveis). O disco move-se em linha reta na direção da tangente à circunferência pelo ponto E, mantendo invariável a velocidade escalar V até sair da plataforma. Enquanto a força tensora puxar continuamente o disco para o centro do círculo, o disco executará movimento circular.

Porquê o disco não se move para o centro? Em virtude da ação da força tensora do fio, o disco tende continuamente a se dirigir para o centro, porém, devido à velocidade, ele sempre caminha para frente e, assim, completa a órbita circular. Fato semelhante ocorre com a Lua sujeita à força de atração gravitacional da Terra.

Se o disco está em movimento circular uniforme, qual a força centrípeta? O movimento do disco ocorre numa plataforma, horizontal, portanto, a força gravitacional (peso) é equilibrada pela força de reação normal exercida pela plataforma no disco.