1) A lista de exercícios de física II contém exercícios sobre sistemas de polias, energia cinética de rodas de carro, trabalho para parar um aro em movimento, aceleração e torque em uma roda freando, relação entre potência, torque e frequência, e energia cinética de rotação e translação de um conjunto roda-eixo descendo uma inclinação. A lista vale metade da nota da terceira prova se entregue até 23/12/2010.

1. Lista de Exercícios – Física II
ATENÇÃO: Esta lista terá metade do peso da terceira prova (P3) para
quem entregá-la até o dia 23/12/2010
1) No sistema mostrado abaixo, a polia A (diâmetro = 18 cm) é a polia motora com
uma velocidade angular de 3000 RPM. A polia A está conectada, por uma correia, com
uma polia B (diâmetro = 12 cm) à uma distância de 45 cm entre seus respectivos eixos.
A polia B, por sua vez, é concêntrica a polia C (diâmetro = 8 cm) que está rigidamente
fixa juntamente com de a polia B ao mesmo eixo. Determine: A velocidade angular das
polias B e C.
B
A 45 cm
C
(resp.: 4500 RPM)
2) Um carro de 1000 kg tem as quatro rodas iguais e de 10 kg. Quando o carro está em
movimento, que fração da energia cinética total se deve à rotação das rodas em tornos
de seus respectivos eixos? Suponha que as rodas tenham o mesmo momento de
inércia que discos uniformes da mesma massa e tamanho. Porque não é necessário
conhecer os raios das rodas?
(resp.: 1,96%)
3) Um aro de 140 kg rola em um piso horizontal de tal forma que seu centro de massa
tem uma velocidade de 0,15 m/s. Qual é o trabalho necessário para fazê-lo parar?
(resp.: 3,15 J)
4) Uma roda de 25,0 cm de raio, que está se movendo inicialmente a 43,0 m/s, rola em
225 m até parar. Calcule o módulo (a) da aceleração linear e (b) da aceleração angular
da roda. (c) O momento de inércia de massa da roda em torno do eixo central é 0,155
kg.m2. Calcule o torque em relação ao eixo central devido ao atrito sobre a roda.
(resp.: (a) 4,11 m/s2; (b) 16,44 rad/s2; (c) 2,55 Nm)
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2. 5) Demonstre que a potência mecânica para um motor pode ser escrita pelo produto
entre os módulos do torque e “freqüência”, isto é,
P (Watts) = τ ω
6) Um conjunto roda-eixo tem massa 10,0 kg. A roda de raio de 40,0 cm está montada
rigidamente em um eixo que passa pelo centro (ver figura). O raio do eixo é de 20,0 cm
e o momento de inércia de massa do conjunto roda-eixo é 0,600 Kg.m2. A roda está
inicialmente em repouso no alto de uma superfície que faz um ângulo θ=30o com a
horizontal; o eixo está apoiado na superfície, enquanto a roda penetra em um sulco
aberto na superfície, sem tocá-la. Depois de liberado,o eixo rola para baixo,
suavemente e sem deslizamento, ao longo da superfície. Depois que o conjunto roda-
eixo desce 2,00 m ao longo da superfície, quais são (a) sua energia cinética de rotação
e (b) sua energia cinética de translação?
(resp.: (a) 58,8 J (b) 39,2 J)
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