física - ufc - aula 06 exercícios

8/14/2019 Fsica - UFC - Aula 06 Exerccios

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Exerccios Fsica Geral I Captulo 6

1. Um bloco de 10 kg desliza sobre uma pista de gelo e percorre 10 m at parar. A velocidadeinicial com que ele lanado sobre a pista 8 m/s. Calcule: (a) o mdulo da fora de atrito, (b) ocoeficiente de atrito cintico.

2. Um bloco de massa m = 5 kg escorrega ao longo de um plano inclinado de 30 em relao ahorizontal. O coeficiente de atrito cintico vale 0,35, Calcule o mdulo da fora de atrito.

R: 14,87 N

3. Um bloco apoiado sobre um plano inclinado, conforme indicado na figura abaixo, est naiminncia de escorregar. (a) Sendo o ngulo do plano inclinado igual a 30 qual seria ocoeficiente de atrito esttico deste bloco? (b) Obtenha uma expresso para a determinao docoeficiente de atrito cintico em funo da acelerao do bloco e do ngulo que o plano formacom a horizontal. (c) Determine o coeficiente de atrito cintico em funo da acelerao dobloco e do ngulo que o plano forma com a horizontal. (c) Determine o coeficiente de atrito

cintico sabendo que a = 3 m/s2 e = 35.

R: (a) 0,58 (b) c = tg

- (a/g cos

). (c) 0,33.

4. Um engradado possui massa m = 10 kg. Um homem puxa o engradado por meio de uma cordaque faz um ngulo de 30 acima da horizontal. (a) Se o coeficiente de atrito esttico vale 0,50,qual a tenso necessria na corda para que o engradado comece a se mover? (b) Se c = 0,35,

qual ser a acelerao do engradado? (c) Qual a tenso na corda durante uma acelerao iguala g?

R: (a) 44 N (b) 1,15 m/s2 (c) 127 N.

5. O cabo de um escovo de massa m forma um ngulo com o sentido vertical. Seja c o

coeficiente de atrito cintico entre o escovo e o assoalho e o coeficiente de atrito esttico

e. Despreze a massa do cabo. (a) Ache o mdulo da fora F, dirigida ao longo do cabo

necessria para que o escovo passe a deslizar com velocidade constante ao longo do assoalho.(b) Calcule o ngulo limite 0 tal que se o ngulo for menor do que 0 o escovo no

poder deslizar sobre o assoalho, por maior que seja a fora aplicada ao longo do cabo.

R: (a) c

mg / (sen - c

cos ). (b) 0

= tg-1 e.

6. 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 horizontal. O coeficiente de atritocintico entre o plano e o bloco de massa m1 vale 1 e para o bloco m2 o coeficiente vale 2.

Sobre o bloco m1 atua uma fora F que forma um ngulo com a horizontal. Determine o

mdulo da acelerao dos blocos.R: a = (F cos - 1 m1 g - 2 m2 g)/(m1 + m2).

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7. Um estudante deseja encontrar o coeficiente de atrito esttico e o coeficiente de atrito cinticoentre uma caixa e uma prancha. Ele coloca a caixa sobre a prancha e comea a levant-lalentamente. Para um ngulo de inclinao igual a 30 a caixa comea a escorregar e desce 4 mao longo da prancha em 3 s. Calcule o valor do coeficiente de atrito esttico e o valor docoeficiente de atrito cintico.

8. Uma fora horizontal F = 70 N empurra um bloco que pesa 30 N contra uma parede vertical.conforme indicado na figura abaixo. O coeficiente de atrito esttico entre a parede e o blocovale 0,55 e o coeficiente de atrito cintico vale 0,35. Suponha que inicialmente o bloco estejaem repouso. (a) Com a fora aplicada acima mencionada o corpo comear a se mover? (b)Qual neste caso a fora exercida pela parede sobre o bloco? (c) Qual seria o valor de Fmximo necessrio para comear o movimento? (d) Determine o valor de F necessrio paraque o corpo escorregue contra a parede com velocidade constante. (e) Obtenha o valor de F

para que o bloco escorregue contra a parede com uma acelerao igual a 4 m/s2.R: (a) No. (b) Uma fora de 70 N para a esquerda e outra fora de 30 N para cima. (c)54,5 N (d) 85,7 N (depois de iniciado o movimento). (e) 50,8 N.

9. O bloco B da figura abaixo possui massa igual a 75 Kg. O coeficiente de atrito esttico entreele e a mesa vale 0,35. Determine o peso mximo do bloco A para que o sistema fique emequilbrio.R: 184 N

10. Observe a figura abaixo. Considere m1 = 2,5 kg, m2 = 3,5 kg, = 30. O coeficiente de atritocintico entre m

1e o plano vale

1= 0,20 e o coeficiente correspondente a m

2vale

2= 0,12.

A barra que liga os dois blocos possui massa desprezvel. Determine: (a) a tenso na barra queliga os dois blocos, (b) a acelerao comum do sistema, (c) a reao total exercida pelo planosobre o bloco de massa m1. (d) Se voc inverter as posies das massas m1 e m2, as respostas

dos itens (a) e (b) sealteram?




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11. Um bloco de 4,0 kg colocado sobre outro de 5,0 kg. Mantendo-se o bloco inferior fixo, para

fazer o bloco de cima escorregar sobre o bloco inferior necessrio aplicar uma forahorizontal de 15 n sobre o bloco superior. Os blocos so agora colocados sobre uma horizontalsem atrito, conforme indicado na figura abaixo. Determine: (a) a fora F horizontal mximaque pode ser aplicada ao bloco inferior para que os blocos se movam permanecendo juntos, (b)a acelerao do sistema.

R: (a) 33,75 N (b) 3,75 m/s2.

12. Tome como referncia a figura abaixo. Uma prancha de 40 kg de massa repousa sobre um

assoalho sem atrito. Sobre a prancha existe um bloco de 10 kg de massa. O coeficiente deatrito esttico entre o bloco e a prancha vale 0,55 enquanto o coeficiente de atrito cintico vale0,35. O bloco de 10 Kg sofre a ao de uma fora horizontal de 100 N. Determine o mdulo daacelerao: (a) do bloco, (b) da prancha. (c) Qual seria a fora mxima necessriapara movimentar os blocos de modo que no existisse movimento relativo entre o bloco e aprancha? (d) Suponha F = 10 N; calcule a acelerao do sistema para este caso.

R: (a) 6,57 m/s2. (b) 0,86 m/s2. (c) 53,95 N. (d) 0,20 m/s2.

13. Na figura abaixo, A um bloco de massa igual a 50 kg e B um bloco de peso igual a 200 N.(a) Determine o peso mnimo do bloco C que deve ser colocado sobre o bloco A para imped-lo de deslizar sobre a mesa, sabendo que o coeficiente de atrito esttico entre o bloco A e amesa vale 0,35. (b) Supondo que o coeficiente de atrito cintico entre o bloco A e a mesa sejade 0,20, calcule a acelerao de A quando repentinamente retiramos o bloco C de cima dobloco A.




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14. Considere a figura abaixo. O corpo B possui massa de 4,0 kg e o corpo A pesa 20 N. Dados e= 0.60,

c= 0.30, determine: (a) a acelerao do sistema supondo B inicialmente em repouso,

(b) a acelerao supondo que B j esteja em movimento.

15. Uma pequena moeda colocada sobre uma plataforma circular horizontal que gira executando4 rotaes completas em 2,5 segundos. (a) Calcule o mdulo da velocidade da moeda supondoque ela esteja situada a uma distncia de 6 cm do centro de rotao da plataforma, sem deslizarsobre a plataforma. (b) Sendo a massa da moeda igual a 10 g calcule a fora centrpeta queatua sobre a moeda neste instante. (c) Qual o valor da fora de atrito que atua sobre a moedanas condies do item (a)? (d) Qual deveria ser a distncia entre a moeda e o centro de rotaopara que a moeda comece a deslizar sobre a plataforma, supondo que o coeficiente de atritoesttico seja igual a 0,40.

R: (a) 60 cm/s (b) 0,06 N (c) 0,06 N (d) 3,9 cm.

16. Uma curva circular de raio R projetada para uma velocidade mxima de 60 km/h. (a) Se oraio da curva for R = 140 m, qual deve ser o ngulo correto de inclinao da estrada na curva?(b) Caso a curva no seja inclinada qual deve ser o menor coeficiente de atrito entre os pneus ea estrada para evitar a derrapagem para a velocidade de 60 Km/h?

R: (a) 11,4 (b) 0,20

17. Um manual de motorista estabelece quando se viaja 50 Km/h e se deseja parar to rpidoquanto possvel, percorre-se 10 m antes que a ao do freio comece a se fazer sentir. Depoisque o freio comea a atuar o carro ainda percorre 20 m at parar. (a) Calcule o coeficiente deatrito para estas duas condies. (b) Determine o raio mnimo de uma curva circular que podeser completada com 50 km/h sem que o carro derrape na curva.

18. Observe a figura abaixo. Uma partcula de massa M = 200 g, se move no sentido anti-horrioao longo de uma circunferncia horizontal de r = 2,0 m. O mdulo da velocidade da partcula




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constante e dado por v = 0,8 m/s. Determine para o instante em que = 330 (ngulo medidono sentido anti-horrio) as seguintes grandezas: (a) Os componentes da velocidade dapartcula, (b) os componentes da acelerao total da partcula, (c) o mdulo da aceleraotangencial da partcula, (d) o mdulo da acelerao angular da partcula, (e) a fora totalexercida sobre a partcula, (f) o componente tangencial da fora exercida sobre a partcula.

R: (a) 0,4 m/s; 0,69 m/s. (b) -0,277; -0,16. (c) 0 (d) 0 (e) 0,064 N(f) 0

19. Uma garota est no interior de um elevador que sobe com acelerao a. Ela gira um baldecontendo gua num circulo vertical de raio R. Calcule o menor mdulo da velocidade do baldepara que a gua no caia do balde na parte superior da circunferncia.

R: v = (R (g + a))1/2


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