5a Prova Física Geral I 2022- 2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
 
FÍSICA GERAL I – 5ª PROVA – 28/10/2022 
 
ALUNO(A).................................................................................Matrícula....................... 
 
1. O módulo da força de atração gravitacional entre duas partículas de massas 𝑚 e 𝑀 é 
dado por: 
 𝐹(𝑥) =
𝐺𝑀𝑚
𝑥2
 , 
onde 𝐺 é uma constante e x é a distância entre as massas. Qual o trabalho necessário para 
aumentar a distância entre as partículas de 𝑥 para 𝑥 + 𝑑? 
2. Uma partícula de massa 𝑀 é colocada numa mesa sem atrito e presa a um fio que passa 
por um orifício no centro da mesa. Na outra extremidade do fio encontra-se um corpo de 
massa 𝑚. A partícula gira em torno do orifício e não é centrifugada porque o peso (𝑚𝑔) 
fornece a força centrípeta necessária para manter a partícula em movimento circular 
uniforme. Para um dado valor de 𝑚, a partícula de massa 𝑀 gira com velocidade 𝑣0 e o 
raio da trajetória é 𝑟0. Qual é o trabalho necessário para encurtar o raio da trajetória de 𝑟0 
para 
𝑟0
2
? 
3. Um bloco de massa 𝑚 é deixado cair sobre uma mola vertical com uma constante de 
mola 𝑘. A compressão máxima da mola produzida pelo bloco é 𝐿. Qual o trabalho 
realizado pela força resultante sobre o bloco enquanto a mola está sendo comprimida? 
4. Uma partícula de massa 𝑚 se move ao longo de uma circunferência de raio 𝑅 sobre 
uma superfície horizontal com atrito. Em um dado instante, sua velocidade tem módulo 
𝑣0. A partir deste instante, a única força que atua sobre a partícula é a força de atrito. 
Depois de completar uma volta completa, a velocidade da partícula é 
𝑣0
2
. Suponha que o 
coeficiente de atrito cinético permaneça constante. (a) Determine o trabalho realizado 
pela força de atrito durante uma volta, e (b) quantas voltas a partícula realiza até parar? 
5. Uma bolinha amarrada a um fio de comprimento 𝑙 gira num plano vertical. Qual deve 
ser o menor valor da velocidade da bolinha no ponto mais baixo da trajetória para que ela 
descreva o círculo completo?