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Post Info TOPIC: Probs de física, refração e peso + tração...
ceb


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Probs de física, refração e peso + tração...


Q q houve com o fórum antigo? Sei q aki eh de matemática e q o pessoal se liga + em mat, mas, normalmente, o pessoal q gosta de mat tb se amarra em física ne =P entap ai vai dois probs....

To com duas dúvidas aki mt chatas, fikamo hj na sala discutindo 1 hr +- e acabo n dando em nada, o prof n convenceu a turma no primeiro exercício ( acho ateh q a turma acabo convencendo ele dps ) e o segundo ele deu uma olhada rapida e nada, bem vamos a eles, vlw ae pra quem ajuda ( prova da ufrj domingo ) :D :

1 - ( Megazine de Física do dia 4 de Janeiro 2005, no rio pelo menos )
Um ladrão escondeu o produto de seu roubo numa pequena caixa, pendurada por uma corda de 2,4m de comprimento e amarrada no centro de uma bóia de base circular. A bóia estava em águas de índice de refração absoluto 5/4. Qual o raio mínimo que deve ter a bóia para que, de nenhuma posição fora d`água, possa se ver a caixa?

Como eu e o pessoal la da sala pensamos :

Na ponta da caxa seria preciso haver o angulo limite, ou seja, se o raio incidisse + do fundo acabaria por passar para a superfície, mas o observador só veria água. E se o raio incidisse da caxa ( na parte + em cima ) ele seria refletido, pois o angulo de incidencia seria maior do que o limite. Porém, isso n ajudou mt no problema, já que dps de pensar isso a gente n sabia + o q fazer.... Em todo caso a resposta do problema é 3,2m

Agora o segundo, esse da UFRJ....
2 - Uma pequena esfera de aço está em repouso, presa por um fio ideal de 1,6m de comprimento a um suporte fixo. Num determinado instante, dá-se um impulso à esfera, de modo que ela adquira uma velocidade horizontal Vo( na verdade é o vetor Vo, velocidade zero, mas n sei se aki no fórum tem a seta de vetor ). Despreze a resistência do ar e considere g = 10m/s( metro por segundo ao quadrado ). Calcule o módulo de Vo para que, no ponto mais alto da trajetória, o módulo da tração no fio seja igual à metade do peso da esfera.

PS : Achei desnecessário botar a figura, n tem nada nela e acho q ficou clara a pergunta.
Como eu e o pessoal pensamos :
No ponto + alto da trajetória, a velocidade é igual a zero, portanto se decompormos a força peso no eixo vertical, encontraríamos Py que, em módulo, deveria ser igual à tração ( pensamos isso, pois T - P = Fcp = 0, está certo pensar assim? ). Assim, o ângulo da força peso e de sua componente vertical deveria ser 60 graus. Por conservação de energia acabaríamos achando que a velocidade é 4m/s ( n fiz a conta, mas é aquele bla bla bla q td mundo jah conhece, mgh = mv2/2 ). No entando, a resposta do livro é de aproximadamente 9,4m/s, a única coisa q eu vejo q possa estar errado ai é igualara a Tração ( P/2 ) com o Py ( Pcos do agulo ), mas tb n saberia fazer de outra forma q n seja essa....

Vlw ae pra quem tiver paciencia de ler e ajudar ehhehe brigadao :P

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Ola ... nao entendi muito bem oq vc falou na primeira questao mas vamos


ver se concorda com a minha solução .


Antes de mais nada devemos supor que a caixa tem dimensoes minimas(ponto material)


Todos os raios que "sairem" da caixa ou devem ser absorvidos pela boia ou


devem sofrer reflexao total na agua ...


Para o raio sofrer reflexao total deve se ter i > L em que i é o angulo de incidencia


e L é o angulo limite ... quando i = L o raio sai rasante (neste caso vou considerar


que o raio rasante nao podera ser visto por ninguem )


assim deve se ter que i > ou = L (1) (esqueci a notaçao )


Mas sen(L) = 1/(5/4) = 4/5 logo tg(L) = 4/3


temos que tg(i) = r/2,4 assim de (1) temos que tg(i) > ou = tg(L)


assim concluimos que r > ou = 3,2 m


 



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na segunda questao eu concordo com vc ... tambem achei 4 m/s acho que nao tem nada errado no raciocinio ...

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Max


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olá ceb.. como vai


Eu fiz os cálculos e cheguei na resposta do seu livro deu aprox. 9,38m/s


A velocidade naum é zero no ponto mais alto... aí está o seu erro


de onde concluiu isso?


no ponto mais alto , tanto o peso qto a tração respondem pela força centrípeta


T+mg = mvf^2/R


T = mg/2    ( pelo enunciado a tração é metade do peso)


vf^2=  3Rg/2


por conservação de energia


E1 = E2


mvo^2/2 = mgH + mvf^2/2


no ponto mais alto H = 2R


vo^2/2 = 2Rg + 3Rg/4


vo = sqrt( 11Rg/2)  = 9,38 m/s


Dúvidas é só postar.


O primeiro eu vou dar uma olhada , pois faz tempo que eu naum vejo óptica.



-- Edited by Max at 21:18, 2005-01-09

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è verdade max ... concordo com a sua soluçao tambem ... na verdade existem duas soluçoes ao meu ver para o exercicio, a sua e a do ceb ... o exercicio nao especifica qual movimento a esfera irá fazer ... este movimento pode ser circular (soluçao dada pelo Max) ou este movimento pode ser do tipo pendular (soluçao dada pelo Ceb) ... nao creio que o movimento do tipo pendular possa ser considerado errado ...


Uma outra sugestao é bem vinda ... até mais ...



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Max


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Olá Ceb e Ednardo.


Por isso eu sempre acho conveniente postar a figura do exercício.Nela deveria mostrar o movimento descrito pela esfera. sem figura existe sim ambas possibilidades de entendimento, e isso causa confusão.Mas pela resposta é de se esperar que o meu raciocínio esteja correto com o enunciado do exercício.


Quanto ao primeiro exerc. vc está certo ao admitir que borda da bóia deve haver o angulo limite.E tbm o fato da cixa ser considerada uma partícula.


Fica difícil resolver sem postar figuras, mas


vamos lá


sen(L)=n1/n2


dist. da corda até a água = H


Raio da boia = R


S = hipotenusa entre R e H


nessas condições


sen(L) =  R/S


n1/n2 = R/S       (1)


S = sqrt( R^2+H^2)      (2)


SUBSTITUINDO  1 EM 2 E ISOLANDO R


R =  H / SQRT( N1^2/N2^2 - 1)


SUBSTITUINDO H =2,4 n1 = 5/4 n2=1 vem


R = 3,2 m


 


 



-- Edited by Max at 19:36, 2005-01-10

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ceb


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Achei a figura do 2 exercio! ai vai ela


entendi sua resposta max, mas realmente n vizualizo o pq de no ponto + alto a velocidade da esfera n ser zero, ao meu ver, a unica possibilidade para q isso n ocorra seria ela bater no teto algo assim ( n sei se expliquei bem! ).... vlw pela ajuda de tds =)



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è verdade agora nao tem pra onde correr ... o movimento devera ser do tipo pendular ...



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