física - ufc - aula 05 exercícios

8/14/2019 Fsica - UFC - Aula 05 Exerccios

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Exerccios:

1. Dois pesos de 45 N so conectados a um dinammetro, como mostra a figura (a). (a)Qual a leitura do dinammetro? (b) Um nico peso de 45 N ligado a umdinammetro que, por sua vez, fixado a parede, como mostra a figura (b). (b) Qualseria neste caso a

leitura do dinammetro?

fig(a) fig(b)

2. Dois blocos esto em contato sobre uma mesa plana sem atrito. Uma fora horizontal aplicada a um dos blocos conforme indicado na figura abaixo. (a) Se m1 = 3,0 Kg,

m2 = 2,0 Kg, F = 6 N, ache a fora de contato entre os dois blocos. (b) Suponha que

a mesma fora F seja aplicada a m2, ao invs de m1; obtenha o mdulo da fora de

contato entre dois blocos neste caso.R: (a) 2,4 N (b)3,6 N

3. Um viajante espacial possui massa de 70 Kg. Calcule seu peso, quando estiver em

repouso sobre uma balana: (a) na terra, (b) na lua (onde g = 1,67 m/s 2, (c) em

jpiter (onde g = 25,90 m/s2). (d) Qual a sua massa em cada um destes locais?

4. Um carro possui velocidade constante de 60 Km/h e sua massa vale 1,2 toneladas (1tonelada = 103 Kg). Num dado instante o motorista usa os freios e o carro para apspercorrer 50 metros. Calcule: (a) o mdulo da fora de frenagem, (b) o temponecessrio para o carro parar.R: (a) 2,78 kN (b) 6 s.

5. Duas foras F1 e F2, atuam sobre um corpo de massa m, como indica a figura

abaixo. Considere m = 8,0 Kg, F1 = 4,0 N, F2 = 6,0 N. Determine o vetor de

acelerao do corpo.

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6. A massa de um corpo igual a 20 Kg. Sobre este corpo atua a fora da gravidade e

uma fora horizontal igual a 90 N. Calcule: (a) sua acelerao, (b) sua velocidade emfuno do tempo supondo que ele parta do repouso.

7. Um bloco de massa m1, est ligado a um bloco de massa m2 por meio de uma corda

de massa desprezvel. Os dois blocos esto apoiados sobre um plano inclinado que

forma um ngulo com a horizontal. Suponha que no haja atrito entre os blocos e oplano. Determine: (a) a acelerao de cada bloco, (b) a tenso na corda.

8. Num jogo de cabo de guerra trs homens puxam uma das extremidades do cabo etrs homens puxam a extremidade oposta, um corpo de massa igual a 30 Kg estpendurado no meio da corda. Os homens conseguiro, puxando bastante, fazer comque o cabo fique exatamente retilneo? Explique a resposta.

9. Uma esfera carregada possui massa igual a 5,0 x 10-3 kg. A esfera suspensa porum fio isolante inextensvel; sobre a esfera atua uma fora eltrica horizontal demodo que, no equilbrio, o barbante forma um ngulo de 30 com a vertical. Calcule:(a) o mdulo da fora eltrica, (b) a tenso no fio.

10. Um bloco de massa M puxado ao longo de uma superfcie horizontal lisa por uma

corda de massa m, conforme indicado na figura abaixo. Uma fora horizontal P aplicada a uma das extremidades da corda. (a) Mostre que a corda deve vergar,ainda que de modo quase imperceptvel. Em seguida, desprezando a deflexo dacorda, determine: (b) a acelerao da corda e do bloco, (c) a fora que a cordaexerce sobre o bloco M.

11. Trs blocos esto conectados, como mostra a figura abaixo, sobre uma mesahorizontal sem atrito e so puxados para a direita com uma fora T3 = 100 N.

Suponha m1 = 10 Kg, m2 = 15 Kg, m3 = 25 Kg. (a) Obtenha uma expresso para a

acelerao do sistema. (b) Generalize o resultado do item anterior para a aceleraode N blocos ligados por cordas de massas desprezveis, supondo que a massa totaldos N blocos seja igual a M, isto , supondo M = m1 + m2 + m3 + .... (c) Calcule os

mdulos das tenses T1 e T2.

R: (a) a = T3 (m1 + m2 + m3). (b) a = T3 / M. (c) T1 = m1 a = 20 N; T2 = T1 + m2 a =

50 N.




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12. Um bloco, partindo do repouso no topo de um plano inclinado sem atrito, cujocomprimento de 16 m, chega a base do plano 5,0 s depois. Um segundo bloco projetado da base para cima do plano no instante em que o primeiro bloco comea asua trajetria, de tal modo que ele retorna a base do plano simultaneamente com oprimeiro bloco. (a) Ache a acelerao da cada bloco no plano inclinado. (b) Calcule avelocidade inicial do segundo bloco. (c) Que distncia ao longo do plano percorre osegundo bloco? (d) Determine o ngulo que o plano forma com a horizontal.

13. Um bloco de massa m1 = 50 Kg est apoiado sobre um plano inclinado liso que

forma um ngulo de 30 com a horizontal, conforme indicado na figura abaixo. Estecorpo ligado a outro de massa m2 atravs de um fio inextensvel e de massa

desprezvel que passa por uma roldana sem atrito. Considere m2 = 30 Kg. (a)

Calcule a acelerao de cada corpo. (b) Ache o mdulo da tenso da corda.

R: (a) 0,6 m/s2 (b) 275 N.

14. Um elevador possui massa igual a 4 toneladas. (a) Ele puxado de baixo para cima

por meio de um cabo com uma acelerao de 1,5 m/s2. (b) Determine a tenso no

cabo quando o elevador est descendo com uma acelerao de 1,8 m/s2.R: (a) 45,2 kN (b) 32,0 kN

15. Um pra-quedista possui massa igual a 70 kg e quando salta do avio com um pra-

quedas ele sofre uma acelerao para baixo igual a 2,0 m/s2. A massa do pra-quedas vale 5,0 Kg. (a) Determine o valor da fora exercida pelo ar de baixo paracima sobre o pra-quedas. (b) Ache o mdulo da fora exercida pelo homem sobre opra-quedas.

R: (a) 585,7 N (b) 546,7 m/s2

16. Observe a figura abaixo. Um elevador compe-se da cabina A, do contrapeso B, domecanismo de propulso C e do cabo e roldanas. A massa da cabina vale 1300 Kg ea do contrapeso vale 1200 Kg. Despreze o atrito e a massa do cabo e das roldanas.

O elevador est acelerado para cima a 2,5 m/s2 e o contrapeso possui aceleraoigual mas de sentido contrrio. Determine: (a) o mdulo da tenso T1, (b) o mdulo

de T2, (c) a fora que o mecanismo de propulso exerce sobre o cabo.

R: (a) 1,60 x 104 N; (b) 0,88 x 104 N; (c) 0,72 x 104 N, no sentido docontrapeso.




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17. O eixo da roldana indicada na figura abaixo impulsionado por uma fora F de baixo

para cima. Despreze o atrito do mancal e a massa do fio e da roldana. O corpo m1possui massa igual a 2 Kg e o outro corpo amarrado na outra extremidade da roldanapossui massa m2 = 4 Kg. O corpo de massa m2 est inicialmente apoiado na

horizontal. Faa um diagrama das foras sobre a roldana e sobre cada um dosblocos. Com base neste diagrama e nas leis de Newton, determine: (a) o maior valorque fora F pode ter de modo que m2 permanea em repouso sobre a superfcie, (b)

a tenso no fio supondo F = 100 N, (c) a acelerao de m1 no caso (b).

R: (a) 78,5 N (b) 50 N (c) 15,2 m/s2, para cima.

18. A figura abaixo indica uma cunha em forma de tringulo retngulo, de massa M engulo . A cunha repousa sobre uma mesa horizontal e sobre a cunha existe umbloco de massa m. (a) Ache a acelerao horizontal a da cunha em relao a mesapara que o bloco de massa m fique estacionrio em relao a cunha, desprezando afora de atrito entre a cunha e o bloco. (b) Determine a fora horizontal F para que seobtenha este resultado, desprezando-se o atrito com a mesa. (c) Suponha agora quenenhuma fora seja aplicada a M e que nenhuma das superfcies em contato possuaatrito; descreva o movimento resultante.




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19. Um bloco de massa m pode deslizar sem atrito sobre um plano inclinado que forma

um ngulo com o piso de um elevador. Determine a acelerao do bloco emrelao ao plano inclinado nos seguintes casos: (a) O elevador desce comacelerao constante v, (b) o elevador sobe com velocidade constante v, (c) oelevador desce com acelerao a, (d) o elevador desce com uma desacelerao a,(e) o elevador sobe com uma acelerao a, (f) o cabo do elevador se rompe. (g)Suponha que o corpo de massa m permanea apoiado sobre uma balana de molade massa desprezvel que tambm est apoiada sobre o plano inclinado; calcule o

peso do corpo de massa m indicado pela balana indicado pela balana nascondies do item (e).

R: (a) g sen , (b) g sen , (c) (g-a) sen , (d) (g+a) sen , (e) (g+a) sen , (f) zero.

(g) O mdulo do peso vale: m (g+a) cos .


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