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FÍSICA - DINÂMICA - Lista 1: Aulas 1 a 5.
www.canalfisica.net.br Prof. Marcelo Boaro
Obs: A sigla (YT) (YouTube), logo no início da maioria dos exercícios, indica que tenho, ou terei em breve, estes exercícios resolvidos nos vídeos de MENU no meu canal no YouTube!!!
Conteúdo: Conceitos iniciais e tipos de forças; Primeira, Segunda e Terceira leis de Newton; Força elástica e associação de molas.
Aula 1: Conceitos iniciais e tipos de forças.
1. (YT) (FUVEST-Adaptada) Uma força de 1 newton (1 N) tem a ordem de grandeza do peso de:a) um homem adultob) uma criança recém-nascidac) um litro de leited) uma xicrinha cheia de cafée) uma moeda de um real
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2. (YT) (Fatec) A aceleração da gravidade na Terra é 10 m/s2 e, na Lua, aproximadamente um sexto desse valor. Uma lata de conserva cujo rótulo indica “600g” terá, na Lua, peso, em newtons, igual a:a) 0,60 b) 1,0 c) 6,0 d) 10 e) 60
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3. (YT) (UNESP) Dois corpos, de peso 10N e 20N, estão suspensos por dois fios, P e Q, de massas desprezíveis, da maneira mostrada na figura.
As intensidades (módulos) das forças que tensionam os fios P e Q são respectivamente, de:a) 10N e 20Nb) 10N e 30Nc) 30N e 10N.d) 30N e 20N.e) 30N e 30N.
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4. (YT) (FUVEST) Um jogador de basquete arremessa uma bola B em direção à cesta. A figura 1, a seguir, representa a trajetória da bola e sua velocidade num certo instante.
Desprezando os efeitos do ar, as forças que agem sobre a bola, nesse instante, podem ser representadas por:
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5. (YT) (FUVEST) Um homem tenta levantar uma caixa de 5kg, que esta sobre uma mesa, aplicando uma força vertical de 10N. Nesta situação, o valor da força que a mesa aplica na caixa é:
a) 0Nb) 5Nc) 10Nd) 40Ne) 50N
6. (Uneb) Um bloco de massa m cai de uma altura h, atinge o solo e fica em repouso.Desprezando-se a resistência do ar e sendo o módulo da aceleração da gravidade local igual a g, durante a queda do corpo, mantém-se constante a1) velocidade.2) força resultante que age sobre ele.3) energia cinética.4) energia potencial.5) quantidade de movimento.
7. (Anhembi – Morumbi) A aceleração gravitacional na superfície da Terra é de 10m/s2; na de Júpiter, de 30m/s2. Uma mulher de 60kg de massa na superfície da Terra apresentará na superfície de Júpiter, massa de:a) 20kg.b) 60kg.
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c) 180kg.d) 600kg.e) 1800kg.
Aula 2: Lei da Inércia.
8. (YT) (AFA) Um automóvel com o motorista e um passageiro move-se em movimento retilíneo uniforme. Repentinamente, o motorista faz uma curva para a esquerda, e o passageiro é deslocado para a direita. O fato relatado pode ser explicado pelo princípio da
a) inércia.b) ação e reação.c) conservação da energia.d) conservação do momento angular.
9. (YT) (UNESP) Assinale a alternativa que apresenta o enunciado da Lei da Inércia, também conhecida como Primeira Lei de Newton.a) Qualquer planeta gira em torno do Sol descrevendo uma órbita elíptica, da qual o Sol ocupa um dos focos.b) Dois corpos quaisquer se atraem com uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.c) Quando um corpo exerce uma força sobre outro, este reage sobre o primeiro com uma força de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário.d) A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que nele atuam, e tem mesma direção e sentido dessa resultante.e) Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que sobre ele estejam agindo forças com resultante não nula.
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10. (YT) (FAAP) Uma pedra gira em torno de um apoio fixo, presa por uma corda. Em dado momento corta-se a corda, ou seja, cessam de agir forças sobre a pedra. Pela Lei da Inércia, conclui-se que:a) a pedra se mantém em movimento circular.b) a pedra sai em linha reta, segundo a direção perpendicular à corda no instante do corte.c) a pedra sai em linha reta, segundo a direção da corda no instante do corte.d) a pedra para.e) a pedra não tem massa.
11. (YT) (UNESP) Suponha que um estudante de Física esteja em repouso no compartimento de um trem, sem contato visual com o exterior, e que o trem se mova seguindo uma das trajetórias indicadas na figura. Se o trem se movesse com velocidade de módulo v constante, esse estudante detectaria o movimento do trem em relação à Terra
a) apenas para o caso da trajetória I.b) apenas para o caso da trajetória II.c) para ambas as trajetórias.d) para ambas as trajetórias, se v fosse próxima à velocidade da luz.e) para nenhuma das trajetórias.
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12. (YT) (UERJ - Adaptada) No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro.
O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra: a) P b) Q c) R d) Entre P e Q
13. Na propaganda de uma marca de freios automotivos, o cartunista mostra em uma figura, reproduzida a seguir, o que acontece com o condutor de uma ximbica quando ele aplica bruscamente os freios, travando-lhe as rodas.
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Nela, está sendo evidenciada uma propriedade física inerente a todos os corpos, conhecida como inércia, que assim explica o ocorrido: quando os freios são aplicados, o condutor tende a continuar seu movimento, indo colidir violentamente contra o pára-brisa.
Com relação a essa propriedade, existe o Princípio da Inércia, elaborado por Newton, que afirma: “quando a resultante das forças que agem sobre um ponto material é _________ , ele está em __________ ou em ____________.” Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas na ordem indicada.
a) zero; repouso; movimento acelerado.b) diferente de zero; MRU; movimento acelerado.c) repouso; MRU; repouso.d) diferente de zero; MRU; repouso.e) zero; repouso; MRU.
14. Lei as tirinhas a seguir:
Sobre qual lei da Física o Garfield faz referência?
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Aula 3: Segunda Lei de Newton – Princípio fundamental da Dinâmica.
15. (YT) (Mack) Para um corpo que se encontra em equilíbrio segundo um referencial, pode-se garantir que:a) é nula sua velocidade.b) é nula sua energia potencial.c) são nulas sua aceleração e sua velocidade.d) é nula sua quantidade de movimento.e) é nula sua aceleração mas não necessariamente sua velocidade.
16. (YT) (UNESP) A figura a seguir representa, em escala, as forças F⃗1 e
F⃗2 ‚ que atuam sobre um objeto de massa m = 1,0kg.
Determine:a) o módulo da força resultante que atua sobre o objeto;b) o módulo da aceleração que a força resultante imprime ao objeto
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17. (YT) (Pucrj) Uma caixa de massa está apoiada sobre uma caixa de massa que se encontra sobre uma superfície horizontal sem atrito. Existe atrito entre as duas caixas. Uma força horizontal constante é aplicada sobre a caixa de baixo, que entra em movimento com aceleração de
Observa-se que a caixa de cima não se move em relação à caixa de baixo.
O módulo da força em newtons, é: a) b) c) d) e)
18. (YT) (UNESP) Um rebocador puxa duas barcaças pelas águas de um lago tranquilo. A primeira delas tem massa de 30 toneladas e a segunda, 20 toneladas. Por uma questão de economia, o cabo de aço I que conecta o rebocador à primeira barcaça suporta, no máximo, 6 × 105 N, e o cabo II, 8 × 104N.
Desprezando o efeito de forças resistivas, calcule a aceleração máxima do conjunto, a fim de evitar o rompimento de um dos cabos.
19. (YT) (PUCCAMP) Um corpo de massa 5,0kg move-se sobre uma superfície horizontal, perfeitamente lisa, com velocidade constante de 4,0m/s. Num dado instante, sofre a ação de uma força também horizontal, mas perpendicular à direção do movimento, de intensidade 150N que atua durante 0,10s. A nova velocidade do corpo vale, em m/s:a) 1,5b) 3,0c) 5,0d) 7,0e) 15
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20. (UNESP) A baleia azul adulta é o maior animal do nosso planeta, possuindo uma massa de aproximadamente 150 toneladas. Supondo que uma baleia azul leve 7,5 segundos para chegar a uma velocidade horizontal de 15 km/h a partir do repouso e considerando que a força de resistência da água F A seja metade daquela imprimida pela baleia FB, esboce o diagrama de forças atuando na baleia ao longo da direção horizontal de movimento e calcule o valor da força de resistência da água.
21. (UEL) Uma partícula de massa 500g, em movimento retilíneo, aumenta sua velocidade desde 6,0m/s até 10m/s num percurso de 8,0m. A força resultante sobre a partícula tem módulo, em newtons:a) 16b) 8c) 6d) 4e) 2
Aula 4: Terceira Lei de Newton – Princípio da ação-reação.
22. (YT) (FAAP) A terceira Lei de Newton é o princípio da ação e reação. Esse princípio descreve as forças que participam na interação entre dois corpos. Podemos afirmar que:a) duas forças iguais em módulo e de sentidos opostos são forças de ação e reação.b) enquanto a ação está aplicada num dos corpos, a reação está aplicada no outro.c) a ação é maior que a reação.d) ação e reação estão aplicadas no mesmo corpo.e) a reação em alguns casos pode ser maior que a ação.
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23. (YT) Uma força F = 100 N é aplicada no bloco A como indicado na figura.
Sabendo que a massa do bloco A vale 7 kg e a massa do bloco B vale 3 kg e que os atritos são desprezíveis calcule:a) Qual a aceleração do conjunto?b) Qual a força trocada entre os blocos A e B?
24. (YT) (Anhembi-Morumbi) Um livro está em repouso sobre a superfície de uma mesa. De acordo com o princípio da ação e reação de Newton, a reação ao peso do livro é:a) a força que o livro exerce sobre a mesa;b) a força que a mesa exerce sobre o livro;c) a força que o livro exerce sobre a Terra;d) a força que a Terra exerce sobre o livro;e) uma outra força aplicada ao livro.
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25. (YT) (UEL) Os três corpos, A, B e C, representados na figura a seguir têm massas iguais, m = 3,0kg.
O plano horizontal, onde se apoiam A e B, não oferece atrito, a roldana tem massa desprezível e a aceleração local da gravidade pode ser considerada g = 10m/s2. A tração no fio que une os blocos A e B tem módulo:a) 10 Nb) 15 Nc) 20 Nd) 25 Ne) 30 N.
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26. (YT) (UFF) Um fazendeiro possui dois cavalos igualmente fortes. Ao prender qualquer um dos cavalos com uma corda a uma parede (figura 1), observa que o animal, por mais que se esforce, não consegue arrebentá-la. Ele prende, em seguida, um cavalo ao outro, com a mesma corda. A partir de então, os dois cavalos passam a puxar a corda (figura 2) tão esforçadamente quanto antes.
A respeito da situação ilustrada pela figura 2, é correto afirmar que:a) a corda arrebenta, pois não é tão resistente para segurar dois cavalos.b) a corda pode arrebentar, pois os dois cavalos podem gerar, nessa corda, tensões até duas vezes maiores que as da situação da figura 1.c) a corda não arrebenta, pois a resultante das forças exercidas pelos cavalos sobre ela é nula.d) a corda não arrebenta, pois está submetida a uma tensão igual a da figura 1.e) não se pode saber se a corda arrebenta ou não, pois nada se disse sobre sua resistência.
27. (Uerj 2008) Os corpos A e B, ligados ao dinamômetro D por fios inextensíveis, deslocam-se em movimento uniformemente acelerado. Observe a representação desse sistema, posicionado sobre a bancada de um laboratório.
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A massa de A é igual a 10 kg e a indicação no dinamômetro é igual a 40 N.Desprezando qualquer atrito e as massas das roldanas e dos fios, estime a massa de B.
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28. (UFMG) Um automóvel de 1,0 tonelada colidiu frontalmente com um caminhão de 9,0 toneladas. A velocidade do automóvel era de 80 km/h para a direita e a do caminhão, de 40 km/h para a esquerda. Após a colisão, os dois veículos permaneceram juntos. RESPONDA se, em módulo, a força devido à colisão que atuou sobre o automóvel é maior, menor ou igual àquela que atuou sobre o caminhão. JUSTIFIQUE sua resposta.
Aula 5: Força elástica e associação de molas.
29. (YT) (UFPE) No sistema mostrado na figura a seguir, o bloco tem massa igual a 5,0kg.
A constante elástica da mola vale 2,0 N/cm. Considere que o fio, a mola e a roldana são ideais. Na situação de equilíbrio, qual a deformação da mola, em centímetros? Dado: g = 10 m/s2.
30. (YT) Um dinamômetro possui suas duas extremidades presas a duas cordas. Duas pessoas puxam as cordas na mesma direção e sentidos opostos, com força de mesma intensidade F = 100N. Quanto marcará o dinamômetro?
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a) 200Nb) 0c) 100Nd) 50Ne) 400N
31. (YT) (FUVEST – Adaptada) A figura I, a seguir, representa um cabide dependurado na extremidade de uma mola de constante elástica k = 50 N/m. Na figura II tem-se a nova situação de equilíbrio logo após a roupa molhada ser colocada no cabide e exposta ao sol para secar, provocando na mola uma deformação inicial x = 18cm. O tempo de insolação foi mais do que suficiente para secar a roupa completamente. A variação da deformação da mola (em cm) em função do tempo (em horas) em que a roupa ficou sob a ação dos raios solares está registrada no gráfico III a seguir.
Qual o peso da água que evaporou?
32. (YT) (IFPE) O sistema da figura é formado por um bloco de 80 kg e duas molas de massas desprezíveis associadas em paralelo, de mesma constante elástica. A força horizontal F mantém o corpo em equilíbrio estático, a deformação elástica do sistema de molas é 20 cm e a aceleração da gravidade local tem módulo 10 m/s 2. Então, é correto afirmar que a constante elástica de cada mola vale, em N/cm:
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a) 10 b) 20 c) 40 d) 60 e) 80
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33. (YT) (MACK) A intensidade da força elástica (F⃗ ), em função das respectivas deformações (x) das molas A e B, é dada pelo gráfico abaixo.
Quando um corpo de 8N é mantido suspenso por essas molas, como mostra a figura, a soma das deformações das molas A e B é:
a) 4cmb) 8cmc) 10cmd) 12cme) 14cm
34. (MACK) No sistema ao lado, as molas ideais têm, cada uma, constante elástica igual a 2000 N/m e comprimento natural 10 cm. Se cada um dos corpos A e B tem massa igual a 5 kg, então a soma LA + LB vale:
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a) 30,0 cmb) 27,5 cmc) 25,0 cmd) 22,5 cme) 20,0 cmDado: g = 10 m/s2.
35. (UFPE) Uma mola de constante elástica k1=24N/m é conectada a uma segunda mola de constante elástica k2=45N/m, que está conectada a uma parede rígida na outra extremidade, conforme mostra a figura a seguir. Uma pessoa aplica uma força F à uma primeira mola, distendendo-a em 15cm relativo ao seu comprimento em equilíbrio. Calcule a distensão da segunda mola, em cm.
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Gabarito:
1. D2. B3. D4. E5. D6. 27. B8. A9. E10. B11. B12. B13. E14. Lei da Inércia15. E16. a) R = 3 N b) a = 1 m/s2 17. A18. amáx = 4,0 m/s2
19. C20.
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FA = 8,3. 104 N
21. E22. B23. a) 10 m/s2
b) f = 30N24. C25. A26. D27. mB = 2,5 kg28. As forças são iguais, já que se trata de par ação e reação (3ª lei de Newton). Os efeitos dessas forças são diferentes, já que atuam em corpos de massas diferentes. 29. x = 25cm30. C31. P = 6N32. B33. E34. B35. x = 8cm