INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DE TOMAR
ÁREA INTERDEPARTAMENTAL DE FÍSICA
Engenharia Química/Engenharia do Ambiente
1ª Frequência de Física II
Duração: 2 h+15 min
22 de Abril de 2005
NOTA PRÉVIA :
Leia com atenção todos os enunciados e perguntas, de forma a poder interpretá-los correctamente.
Apresente todos os cálculos que efectuar.
Parte Teórica
1. Seja F a resultante de todas as forças que actuam sobre uma partícula de massa m quando esta se desloca de um
ponto A para um ponto B ao longo de uma trajectória curvilínea. A partir da definição de trabalho:
(a) [1,25val] enuncie e demonstre o Teorema da Energia Cinética.
(b) [1,0val] Diga o que entende por força conservativa e mostre que “ o trabalho realizado por uma força
conservativa ao deslocar uma partícula ao longo de uma curva fechada é nulo”.
(c) [1,25val] A partir das definições de trabalho e de campo de forças, mostre que, − ∆Ep = m(VA − VB ) , e
defina diferença de potencial.
2.
(a) [1,0val] Enuncie a Lei de Coulomb.
(b) [1,0val] Defina carga eléctrica, campo eléctrico e diga quais as principais características do campo eléctrico.
3. [1,5val] Mostre que a energia potencial eléctrica de uma carga q´, colocada num ponto P devido à acção do
campo eléctrico criado por uma carga q situada num ponto O, é dada pela seguinte expressão:
E p ( P) =
1
4πε 0
qq'
1 1
−
rp ro
Parte Prática
4.
Um corpo de 2 kg de massa, desce por um plano inclinado, como mostra a figura:
A
•
30º
•B
O coeficiente de atrito entre a superfície do corpo e o plano inclinado é 0,2. Considere
e
.
(a) [0,5val] Represente e identifique num esquema todas as forças aplicadas no corpo na descida do plano.
(b) [1,5val] Determine o trabalho realizado por cada uma das forças referidas na alínea anterior, no
deslocamento de A para B.
(c) [1,0val] Determine a variação de energia cinética do corpo no deslocamento de A para B. Justifique a
resposta.
1ª Frequência de Física II
Engenharia Química/Engenharia do Ambiente
22 de Abril de 2005
5.
Um corpo de 1 kg de massa encontra-se encostado, no ponto B, a uma mola de constante elástica 10000 N/m,
como mostra a figura:
R = 30 cm
BC = 60cm
A mola é então comprimida de 5 cm até ao ponto A. Larga-se a mola e o corpo segue o movimento no plano
horizontal e penetra na porção circular de raio R =30 cm. O atrito é desprezável na porção horizontal e na porção
circular. Considere g = 10 m/s2. Determine:
(a) [1,5val] a velocidade do corpo quando passa no ponto D.
(b) [1,5val] a intensidade de cada uma das forças aplicadas no corpo quando passa no ponto D.
(c) [2,0val] a compressão mínima da mola, para que o corpo consiga dar a volta completa à calha circular.
6.
Duas cargas pontuais Q 1 = −5µC e Q 2 = 3µC encontram-se fixas, no vazio, nos vértices do triângulo
rectângulo, como mostra a figura. [ k = 9 × 109 N.m 2 / C 2
1 µC = 10 −6 C ]
Transcreva a figura para a sua folha de prova.
(a) [1,5val] Determine a força eléctrica exercida sobre Q2. Represente o
vector na figura que transcreveu para a folha de prova.
(b) [2,5val] Determine o campo eléctrico exercido no vértice A do triângulo.
(c) [1,0val] Represente na figura que transcreveu para a sua prova, o campo
eléctrico que calculou na alínea anterior.
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