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8/18/2019 Exercícios de Vestibulares Com Resolução Comentada Sobre Aplicações Das Leis de Newton Em Blocos Apoiados …

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Exercícios de vestibulares com resoluçãocomentada sobre Aplicações das Leis de Newtonem blocos apoiados ou suspensos

01-(UCS-RS) Uma força de intensidade 20N atua sobre os blocos Ae B, de massas m =3kg e m =1kg, como mostra a figura.

A superfície sobre a qual desliza o conjunto é horizontal e sematrito. Considere g=10m/s e determine:

a) a intensidade da força que A aplica em B

b) a intensidade da força que B aplica em A

c) a intensidade da força resultante sobre cada bloco.

02-(UFB) Os três blocos P, Q e R da figura abaixo encontram-seem repouso sobre uma superfície plana, horizontal eperfeitamente lisa.

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A B

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Suas massas são m =6kg, m =4kg e m =2kg. Uma força deintensidade F=48N é aplicada sobre o bloco P. Considereg=10m/s e determine a intensidade, direção e sentido da forçaque o bloco R aplica no bloco Q.

03-(FCC-BA) Quatro blocos M, N, P e Q deslizam sobre uma

superfície horizontal, empurrados por uma força , conforme oesquema abaixo.

A força de atrito entre os blocos e a superfície é desprezível e amassa de cada bloco vale 3,0kg. Sabendo-se que a aceleraçãoescalar dos blocos vale 2,0m/s , a força do bloco M sobre o blocoN é, em newtons, igual a:

04-(FATEC-SP) Dois blocos A e B de massas 10 kg e 20 kg,respectivamente, unidos por um fio de massa desprezível, estão

em repouso sobre um plano horizontal sem atrito. Uma força,também horizontal, de intensidade F = 60N é aplicada no bloco B,conforme mostra a figura.

O módulo da força de tração no fio que une os dois blocos, em

newtons, vale

05-(F.M.Itajubá-MG) Três blocos são atados por fios ideais epuxados no espaço interestelar, onde inexiste gravidade, com

uma aceleração de módulo 10m/s .

Quais as intensidades T , T e T das forças tensoras nos fios?

06-FUVEST-SP) Dois corpos A e B de massas m =3kg e m =1kgestão ligados por um fio flexível, como mostra a figura,a mover-sesob a ação da gravidade, sem atrito. (considere g=10m/s ).

a) Determine a aceleração do conjunto e a intensidade da força detração no fio.

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P Q R

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A B

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b) Supondo que num certo instante, após iniciado o movimento,o fio de ligação se rompa, o que acontecerá com os movimentosdos corpos A e B

07-(UFMG-MG) Na montagem abaixo, sabendo-se que F=40N,m =m =1,0kg e que g=10m/s , qual é o valor de T? Desprezequalquer atrito.

08-(UFB) Na figura abaixo os blocos 1, 2 e 3 tem massas m =40kg,m =20kg e m =60kg. Considere os fios A e B e a polia ideais,despreze todos os atritos e calcule:

a) a aceleração do sistema

b) a intensidade da força de tração no fio B

09-(ITA-SP) O arranjo experimental esquematizado na figuraconsiste de uma roldana por onde passa um fio perfeitamenteflexível e sem peso. Este fio sustenta em uma de suasextremidades a massa de 10kg e na outra, um dinamômetro noqual está pendurada uma massa de 6kg. A roldana pode girar sematrito e sua massa, bem como a do dinamômetro, é desprezívelem relação àquela do sistema.

O sistema, a partir do repouso, vai se movimentar pela ação dagravidade. Sendo g=10m/s , determine:

a) o módulo da aceleração de cada bloco

b) a intensidade da força, em newtons, indicada pelodinamômetro.

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10- (UNIFESP-SP) Na representação da figura, o bloco A desceverticalmente e traciona o bloco B, que se movimenta em umplano horizontal por meio de um fio inextensível. Consideredesprezíveis as massas do fio e da roldana e todas as forças de

resistência ao movimento.

Suponha que, no instante representado na figura, o fio se quebre.Pode-se afirmar que, a partir desse instante,

a) o bloco A adquire aceleração igual à da gravidade; o bloco Bpára.

b) o bloco A adquire aceleração igual à da gravidade; o bloco Bpassa a se mover com velocidade constante.

c) o bloco A adquire aceleração igual à da gravidade; o bloco Breduz sua velocidade e tende a parar.

d) os dois blocos passam a se mover com velocidade constante.

e) os dois blocos passam a se mover com a mesma aceleração.

11- (FGV-SP) Dois carrinhos de supermercado podem ser acoplados um ao outro por meio de uma pequena corrente, demodo que uma única pessoa, ao invés de empurrar dois carrinhosseparadamente, possa puxar o conjunto pelo interior dosupermercado. Um cliente aplica uma força horizontal deintensidade F, sobre o carrinho da frente, dando ao conjunto umaaceleração de intensidade 0,5 m/s .

Sendo o piso plano e as forças de atrito desprezíveis, o móduloda força F e o da força de tração na corrente são, em N,respectivamente:

a) 70 e 20.

b) 70 e 40.

c) 70 e 50.

d) 60 e 20.

e) 60 e 50.

12-(UFRJ-RJ) Um bloco de massa m é abaixado e levantado por meio de um fio ideal. Inicialmente, o bloco é abaixado com

aceleração constante vertical, para baixo, de módulo a (por hipótese, menor do que o módulo g da aceleração da gravidade),como mostra a figura 1.

Em seguida, o bloco é levantado com aceleração constantevertical, para cima, também de módulo a, como mostra a figura 2.

R 263 29 R 179 90 R 229 88 R 398 R 89 99 R 399 90 R 459

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Sejam T a tensão do fio na descida e T’ a tensão do fio na subida.

Determine a razão T’/T em função de a e g.

13- (UNESP-SP) Dois blocos, A e B, de massas m e 2m,respectivamente, ligados por um fio inextensível e de massadesprezível, estão inicialmente em repouso sobre um planohorizontal sem atrito. Quando o conjunto é puxado para a direita

pela força horizontal aplicada em B, como mostra a figura, o fiofica sujeito à tração T . Quando puxado para a esquerda por umaforça de mesma intensidade que a anterior, mas agindo emsentido contrário, o fio fica sujeito à tração T .

Nessas condições, pode-se afirmar que T ‚ é igual a

14-(UNESP-SP) Uma barra AC homogênea de massa m e

comprimento L, colocada numa mesa lisa e horizontal, deslizasem girar sob ação de uma força , também horizontal, aplicadana sua extremidade esquerda.

Mostre que a força com que a fração BC de comprimento 2L/3,

atua sobre a fração AB é igual a – 2 /3.

15- (UFRJ-RJ) O sistema representado na figura é abandonadosem velocidade inicial. Os três blocos têm massas iguais. Os fiose a roldana são ideais e são desprezíveis os atritos no eixo daroldana. São também desprezíveis os atritos entre os blocos (2) e(3) e a superfície horizontal na qual estão apoiados.

O sistema parte do repouso e o bloco (1) adquire uma aceleraçãode módulo igual a a. Após alguns instantes, rompe-se o fio queliga os blocos (2) e (3). A partir de então, a aceleração do bloco (1)passa a ter um módulo igual a a’.

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2

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Calcule a razão a’ / a.

16-(UFRJ-RJ) Analise as figuras a seguir e leia com atenção otexto.

Dois blocos de massas m e M, sendo M>m estão em repouso e emcontato um ao lado do outro, sobre uma superfície plana. Seempurrarmos um dos blocos com uma força F, paralela àsuperfície, o conjunto irá mover-se com uma dada aceleração.

Determine se faria diferença para as magnitudes da aceleração doconjunto e das forças de contato entre os blocos, se tivéssemosempurrado o outro bloco.

17- (Ufrrj) Em uma obra, realizada na cobertura de um prédio, háum sistema para subir e descer material entre o térreo e o últimoandar através de baldes e cordas. Um dos operários, interessadoem Física, colocou um dinamômetro na extremidade de uma

corda. Durante o transporte de um dos baldes, ele percebeu que odinamômetro marcava 100 N com o balde em repouso e 120 Nquando o balde passava por um ponto A no meio do trajeto.(considere g=10m/s )

a) Determine a aceleração do balde nesse instante em que elepassa pelo ponto A.

b) É possível concluir se, nesse instante, o balde está subindo oudescendo? Justifique.

18- (Ufpb) Uma locomotiva desenvolvendo uma aceleração de2m/ , puxa três vagões ao longo de uma ferrovia retilínea,conforme a figura. (g=10m/s ).

Se o vagão 3 pesa 2 × 10 N, determine a intensidade da força aforça exercida sobre ele pelo vagão 2.

19-(UFRJ-RJ) Um sistema é constituído por um barco de 100 kg,uma pessoa de 58 kg e um pacote de 2,0 kg que ela carregaconsigo. O barco é puxado por uma corda de modo que a forçaresultante sobre o sistema seja constante, horizontal e de módulo240 newtons.

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Supondo que não haja movimento relativo entre as partes dosistema, calcule o módulo da força horizontal que a pessoa

exerce sobre o pacote.20-(UERJ-RJ) Os corpos A e B, ligados ao dinamômetro D por fiosinextensíveis, deslocam-se em movimento uniformementeacelerado. Observe a representação desse sistema, posicionadosobre a bancada de um laboratório.

A massa de A é igual a 10 kg e a indicação no dinamômetro éigual a 40 N.

Desprezando qualquer atrito e as massas das roldanas e dos fios,estime a massa de B.(g=10m/s ).

21-(UNESP-SP) Um bloco de massa m deslisa no solo horizontal,sem atrito, sob ação de uma força constante, quando um bloco de

massa m é depositado sobre ele.Após a união, a força aplicada continua sendo a mesma, porém aaceleração dos dois blocos fica reduzida à quarta parte daaceleração que o bloco A possuía. Pode-se afirmar que a razãoentre as massas, m /m , é

22-(MACKENZIE-SP) O conjunto abaixo, constituído de fios epolias ideais, é abandonado do repouso no instante t=0 e avelocidade do corpo A varia em função do tempo segundo odiagrama dado.

Desprezando o atrito e admitindo g=10m/s , calcule a relaçãoentre as massas de A (m ) e de B (m ).

23-(PUC-SP) Uma caminhonete de 2.000kg tenta resgatar umcaixote a partir de um precipício, usando um cabo inextensívelque liga o veículo ao objeto, de massa 80kg. Considere a poliaideal. Se o caixote sobe com aceleração de 1m/s , responda:(g=10m/s )

2

A

B

A B

2

A B

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a) Qual a força que movimenta a caminhonete?

b) O cabo suporta no máximo uma tração de 2.000N. Será possívelo resgate com essa aceleração sem que ele arrebente?

24-(FUVEST-SP) Uma esfera de massa m está pendurada por umfio, ligado em sua outra extremidade a um caixote, de massa M=3m , sobre uma mesa horizontal. Quando o fio entre elespermanece não esticado e a esfera é largada, após percorrer umadistância H , ela atingirá uma velocidade V , sem que o caixote semova. Na situação em que o fio entre eles estiver esticado, aesfera, puxando o caixote, após percorrer a mesma distância H ,atingirá uma velocidade V. Determine V em função de V .

25-(UNESP-SP) Dois blocos estão suspensos em um campogravitacional de aceleração g, por duas cordas A e B de massasdesprezíveis, como indica a figura.

Determine as tensões em cada corda nos seguintes casos:

a) os corpos são mantidos suspensos em repouso pela força .

b) os corpos são submetidos a uma força tal que os acelera a2,0m/s , para cima.

26-(FUVEST-SP) Um carrinho A de 20kg de massa é unido a umbloco B de 5kg por meio de um fio leve e inextensível, conforme afigura.

o

o

o o

oo

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Inicialmente o sistema está em repouso, devido à presença doanteparo C que bloqueia o carrinho A. (g=10m/s ).

a) Qual o valor da força que o anteparo C exerce sobre o carrinhoA

b) Retirando C, com que aceleração o carrinho A se movimenta?

27-(MACKENZIE-SP) O sistema abaixo é constituído por fios epolias ideais, num local onde g=10m/s .

Desprezando-se qualquer tipo de resistência e abandonando-se oconjunto quando o corpo A se encontra na posição X, a suavelocidade, ao passar por Y, é, em m/s:

28-(MACKENZIE-SP) No sistema abaixo, o corpo 1, de massa6,0kg, está preso na posição A. O corpo 2, tem massa de 4kg.Despreze os atritos e adote g=10m/s .

Abandonando o corpo 1, a sua velocidade, em m/s, ao passar pelaposição B será de:

29-(Ceub-DF) Na figura a seguir temos dois blocos, A e B, demassas respectivamente iguais a m =4,0kg e m =6,0kg, que

deslizam, sem atrito, em uma superfície plana e horizontal, sobação de uma força horizontal e constante e de intensidade F. Osblocos estão ligados por fios ideais a um dinamômetro tambémideal (massa desprezível), calibrado em newtons.

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Não considere o efeito do ar e admita que os blocos tem umaaceleração horizontal, para a direita, constante e de módulo iguala 2,0m/s .

Julgue os itens a seguir.

(1) a força tensora no fio (1) tem intensidade igual a 12N.

(2) O valor de F é 20N.

(3) como o dinamômetro tem massa desprezível, as forças quetracionam os fios (1) e (2) tem intensidades iguais.

(4) o dinamômetro indica 12N.

30-(FUVEST-SP) Um sistema mecânico é formado por duas poliasideais que suportam três corpos A, B e C de mesma massa m,suspensos por fios ideais como representado na figura.

O corpo B está suspenso simultaneamente por dois fios, umligado a A e outro a C. Podemos afirmar que a aceleração docorpo B será:

a) zero

b) (g/3) para baixo

c) (g/3) para cima

d) (2g/3) para baixo

e) (2g/3) para cima

31-(Aman-RJ) No sistema apresentado na figura, não há forças de

atrito e o fio tem massa desprezível. (g=10m/s ).

São dados F=500N; m =15kg e m =10kg.

Determine a intensidade da força de tração no fio e a aceleraçãodo sistema.

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A B


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32-(UFMG) A figura mostra uma corrente formada por três elos. Amassa de cada elo é de 100g e uma força vertical puxa essacorrente para cima. A corrente sobe com uma aceleração de3,0m/s .

Considerando essas informações calcule:

a) o módulo da força que puxa a corrente.

b) o módulo da força resultante que atua sobre o elo do meio.

c) o módulo da força que o elo do meio faz sobre o elo de baixo.

33-(UFRJ) O sistema ilustrado na figura abaixo é uma máquina deAtwood. A roldana tem massa desprezível e gira livremente emtorno de um eixo fixo perpendicular ao plano da figura, passandopelo centro geométrico da roldana. Uma das massas vale m e aoutra 2m. O sistema encontra-se inicialmente na situação ilustradapela figura a, isto é, com as duas massas no mesmo nível. Osistema é então abandonado a partir do repouso e, após um certointervalo de tempo, a distância vertical entre as massas é h (figurab).

Calcule o módulo da velocidade de cada uma das massas nasituação mostrada na figura (b).

34-(UFRN) Uma corrente constituída de sete anéis, cada um commassa de 200g, está sendo puxada verticalmente para cima, comaceleração constante de 2,0m/s . A força para cima no anel domeio é: (g=10m/s ).

35-(UNESP-SP) Em uma circular técnica da Embrapa, depois dafigura,

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Encontramos uma recomendação que, em resumo, diz:

“No caso do arraste com a carga junto ao solo (se por algummotivo não pode ou não deve e ser erguida . . .) o ideal éarrastá-la. . . reduzindo a porca necessária para movimentá-la,causando menos dano ao solo . . . e facilitando as manobras. Masneste caso o peso da tora aumenta.(www.cpafac.embrapa.br/pdficirtec39.pdf.Modificado.)

Pode-se afirmar que a frase destacada é conceitualmente

A) inadequada, pois o peso da tora diminui, já que se distribuisobre uma área maior.

B) inadequada, pois o peso da tora é sempre o mesmo, mas écorreto afirmar que em II a força exercida pela tora sobre o soloaumenta;

C) inadequada: o peso da tora é sempre o mesmo e, além disso, aforça a força exercida pela tora sobre o solo em II diminui, pois sedistribui por uma área maior.

D) adequada, pois nessa situação a tora está integralmenteapoiada sobre o solo.

E) adequada, pois nessa situação a área sobre a qual a tora estáapoiada sobre o solo também aumenta

36-(UNESP-SP) Um rebocador puxa duas barcaças pela águas deum lago tranqüilo. A primeira delas tem massa de 30 toneladas e asegunda, 20 toneladas. Por uma questão de economia, o cabo deaço I que conecta o rebocador à primeira barcaça suporta, nomáximo, 6.10 N, e o cabo II, 8.10 N.

Desprezando o efeito de forças resistivas, calcule a aceleraçãomáxima do conjunto, a fim de evitar o rompimento de um doscabos.

37-(UFSC-SP) Em repouso, o sistema de vasos comunicantesapresentado está em equilíbrio, de acordo com a figura.

Quando o sistema é submetido a um movimento uniformementevariado devido à ação de uma força horizontal voltada paradireita, o líquido deverá permanecer em uma posição tal qual o

esquematizado em

38-(UEL-PR) Considere o sistema constituído por três blocos de

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massas m , m e m , apoiados um sobre o outro, em repousosobre uma superfície horizontal, como mostra a figura a seguir.

Observe que uma força F é aplicada ao bloco de massa m ,conforme a representação. Entretanto, esta força é incapaz devencer as forças de f entre os blocos m e m , onde i e j variamde 1 a 3.

Desprezando a resistência do ar, assinale a alternativa querepresenta todas as forças que atuam no bloco de massa m ,onde os N , representam as normais que atuam nos blocos e P ,correspondem aos pesos dos respectivos blocos com i variandode 1 a 3.

39-(UFCG-PB) Durante uma viagem, Lucinha observou as enormescurvas que os cabos das linhas de transmissão de energia

elétrica apresentavam (figura). Ao comentar a observação, disseque os engenheiros poderiam economizar o material dos cabos seos esticassem entre as torres de sustentação até que estivessemdispostos horizontalmente.

Proponha um modelo, fundamentado nas Leis de Newton, para asituação observada e discuta o comentário feito por Lucinha.

40-(PUC-RJ) Alberto (A) desafiou seu colega Cabral (C) para umacompetição de cabo de guerra, de uma maneira especial,mostrada na figura. Alberto segurou no pedaço de corda quepassava ao redor da polia enquanto que Cabral segurou no

pedaço atado ao centro da polia. Apesar de mais forte, Cabral nãoconseguiu puxar Alberto, que lentamente foi arrastando o seuadversário até ganhar o jogo. Sabendo que a força com queAlberto puxa a corda é de 200 N e que a polia não tem massa nem

atritos:

a) especifique a tensão na corda que Alberto está segurando;

b) desenhe as forças que agem sobre a polia, fazendo umdiagrama de corpo livre;

1 2 3

2

ij i j

2i i


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c) calcule a força exercida pelo Cabral sobre a corda que elepuxava;

d) considerando que Cabral foi puxado por 2,0 m para frente,indique quanto Alberto andou para trás.

41-(UFT-TO) Uma pequena esfera de chumbo com massa igual a50 g é amarrada por um fio, de comprimento igual a 10 cm emassa desprezível, e fixada no interior de um automóvel conformefigura. O carro se move horizontalmente com aceleraçãoconstante. Considerando-se hipoteticamente o ângulo que o fiofaz com a vertical igual a 45 graus, qual seria o melhor valor pararepresentar o módulo da aceleração do carro?

Desconsidere o atrito com o ar, e considere o módulo daaceleração da gravidade igual a 9,8 m/s .

a) 5,3 m/s

b) 8,2 m/s

c) 9,8 m/s

d) 7,4 m/s

e) 6,8 m/s

42-(UFLA-MG) Um corpo, ao se deslocar em um meio fluido(líquido ou gasoso) fica sujeito a uma

força de resistência que é expressa por: F = kv , em que k é umaconstante de proporcionalidade e v a velocidade do corpo nomeio. Considerando o Sistema Internacional de Unidades (SI), éCORRETO afirmar que a constante k é dada pelas unidades:

43-(UFRN-RN) É muito comum observarmos nas fachadas deedifícios em construção andaimes constituídos por uma tábuahorizontal sustentada por cordas que passam por roldanas presasno topo da edificação. O fato de um dos operários se deslocar sobre o andaime em direção ao outro, por exemplo, quando vaientregar alguma ferramenta ao companheiro, afeta a distribuiçãode forças sobre as cordas. Nesse sentido, considere a situaçãomostrada na Figura abaixo. Nela, um dos operários se encontra na

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extremidade esquerda do andaime, enquanto o outro, após ter caminhado em direção a ele, conduzindo uma marreta,encontra-se parado no meio do andaime.

Considerando a situação mostrada na Figura, pode-se afirmar quea

A) força resultante sobre o andaime é diferente de zero e a tensãona corda Y é maior que na corda X.

B) força resultante sobre o andaime é igual a zero e a tensão na

corda Y é maior que na corda X.

C) força resultante sobre o andaime é diferente de zero e a tensãona corda X é maior que na corda Y.

D) força resultante sobre o andaime é igual a zero e a tensão nacorda X é maior que na corda

44-(UFV-MG) Nas extremidades de um fio inextensível e de massadesprezível, que passa por uma polia, estão pendurados doisblocos maciços A e B, feitos de um mesmo material de densidadede massa ρ. O bloco B se encontra suspenso no ar, enquanto queo bloco A esta com a metade de seu volume imerso em umliquido, conforme a figura.

Sabe-se que o volume do bloco A é três vezes maior que o dobloco B. Desprezando qualquer tipo de atrito e qualquer influencia do ar sobre os blocos, e CORRETO afirmar que adensidade de massa do liquido é:

45-(UEPG-PR)

O corpo abaixo ilustrado está sob a ação de um sistema de forças,onde a força F poderá desequilibrar esse sistema.

Analise as assertivas e assinale a alternativa correta.

I – Para que o corpo se desloque é necessário que a força F seja


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maior que (FsenӨ).

II – O corpo estará pronto a romper o repouso quando a forçaF for igual ao valor FcosӨ.

III – Se a força F for maior que P quando Ө for igual a 90 ocorpo, primeiramente, rotacionará até que a linha de ação de Fcoincida com a linha de ação da força de P, para então se elevar.

IV – Se a força N for maior que o peso ocorrerá a elevação docorpo.

a) As assertivas I e II são corretas.

b) As assertivas I e III são corretas.

c) As assertivas II e IV são corretas.

d) As assertivas II e III são corretas.

e) As assertivas II, III e IV são corretas.

46-(UNESP-SP)

Em uma obra, para permitir o transporte de objetos para cima, foimontada uma máquina constituída por uma polia, fios e duasplataformas A e B horizontais, todos de massas desprezíveis,como mostra a figura.

Um objeto de massa m = 225 kg, colocado na plataforma A,inicialmente em repouso no solo, deve ser levado verticalmentepara cima e atingir um ponto a 4,5 m de altura, em movimentouniformemente acelerado, num intervalo de tempo de 3 s.

A partir daí, um sistema de freios passa a atuar, fazendo aplataforma A parar na posição onde o objeto será descarregado.

Considerando g = 10 m/s , desprezando os efeitos do ar sobre osistema e os atritos durante o movimento acelerado, a massaM, em kg, do corpo que deve ser colocado na plataforma B paraacelerar para cima a massa m no intervalo de 3 s é igual a

47-(UNICAMP-SP)

O tempo de viagem de qualquer entrada da Unicamp até a regiãocentral do campus é de apenas

atritoo

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alguns minutos. Assim, a

economia de tempo obtida, desrespeitando-se o limite develocidade, é muito pequena, enquanto o risco de acidentesaumenta significativamente.

a) Considere que um ônibus de massa M = 9000 kg , viajando a 80km/h, colide na traseira de um carro de massa m =1000 kg

que se encontrava parado. A colisão é inelástica, ou seja, carro e

ônibus seguem grudados após a batida. Calcule a velocidade doconjunto logo após a colisão.

b) Além do excesso de velocidade, a falta de manutenção doveículo pode causar acidentes. Por exemplo, o desalinhamentodas rodas faz com que o carro sofra a ação de uma força lateral.Considere um carro com um pneu dianteiro desalinhado de 3°,conforme a figura abaixo, gerando uma componente lateral da

força de atrito em uma das rodas.

Para um carro de massa m =1600 kg, calcule o módulo daaceleração lateral do carro, sabendo que o módulo da força deatrito em cada roda vale F = 8000 N . Dados: sen 3° = 0,05 e cos

3° = 0,99.

Confira a resolução com entada

a

b

at


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