lista 3 - dinamica e suas aplicacoes - 2010

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECONCAVO DA BAHIA FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I Prof. Ariston Cardoso 2010.2 3ª LISTA DE EXERCÍCIOS – GERAL ASSUNTOS: DINÂMICA (LEIS DE NEWTON E SUAS APLICAÇÕES) Nível básico (REVISÃO) 01- Nas figuras abaixo, representamos as forças que agem nos blocos (todos de massa igual a 2,0 kg). Determine, em cada caso, o módulo da aceleração que esses blocos adquirem. a) b) c) d) Resp: a) 2 2,0 / m s b) 2 3,5 / m s c) 2 0,5 / m s d) 2 2,5 / m s 02- Determine a aceleração de um bloco de massa 2,0 kg e que desliza, num plano horizontal sem atrito, nas situações indicadas abaixo: a) b) Resposta: a) 2 5,0 / m s b) 2 3,0 / m s 03- Uma partícula de massa 0,20 kg é submetida à ação das forças 1 F ur , 2 F ur , 3 F ur e 4 F ur , conforme indicada a figura. Determine a aceleração da partícula. Resposta: 2 10,0 / m s 04- Um ponto material de massa m = 4 kg esta em movimento retilíneo acelerado, cuja aceleração tem módulo a= 6,0 m/s 2 . Calcule o módulo da resultante das forças que atuam no ponto material. Resposta: 24 N 05- Qual o valor em newtons, da resultante das forças que agem sobre uma massa de 10 kg, sabendo que esta possui aceleração de 5 m/s 2 . Resposta: 50 N 06- A resultante das forças que atuam num ponto material de massa m = 5 kg, tem intensidade F = 60 N. Calcule o módulo da aceleração do ponto material. Resposta: 2 12 / m s 07- Consideremos um corpo de massa igual a 6 kg em repouso sobre um plano horizontal perfeitamente liso. Aplica-se uma força horizontal F = 30 N sobre o corpo, conforme a figura. Admitindo-se g= 10 m/s 2 , determine os módulos da: F r a) aceleração do corpo; b) reação do plano de apoio (Força Normal). Resposta: a) 2 5,0 / m s b) 60 N 08- Uma partícula de massa m = 4,0 kg tem aceleração, sob uma força F cujo módulo é F= 24 N. No instante t= 0 a partícula passa pela posição x o = 15 m com velocidade inicial V o = 20 m/s como mostra a figura. m = 4,0 kg F V o x (m) 0 15 a) Calcule o módulo da aceleração da partícula; b) Calcule a velocidade escalar da partícula no instante t = 2,0 s; c) Determine a posição da partícula no instante t = 2,0 s. Resposta: a) 2 6,0 / m s b) 32 / m s c) 67 m 09- Considere uma partícula de massa m = 5,0 kg em movimento acelerado, sob a ação de uma força F cuja intensidade é F= 20 N. No instante t = 0 a partícula passa pela posição x o = 30 m com velocidade inicial V o = 7,0 m/s como mostra a figura. m = 5,0 kg F V o x (m) 0 30 a) Calcule o módulo da aceleração da partícula; m

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Page 1: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

UNIVERSIDADE FEDERAL DO

RECONCAVO DA BAHIA

FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I Prof. Ariston Cardoso 2010.2

3ª LISTA DE EXERCÍCIOS – GERAL ASSUNTOS: DINÂMICA (LEIS DE NEWTON E SUAS APLICAÇÕES) Nível básico (REVISÃO) 01- Nas figuras abaixo, representamos as forças que agem nos blocos (todos de massa igual a 2,0 kg). Determine, em cada caso, o módulo da aceleração que esses blocos adquirem.

a) b)

c) d) Resp: a) 22,0 /m s b) 23,5 /m s c) 20,5 /m s d) 22,5 /m s 02- Determine a aceleração de um bloco de massa 2,0 kg e que desliza, num plano horizontal sem atrito, nas situações indicadas abaixo:

a) b) Resposta: a) 25,0 /m s b) 23,0 /m s 03- Uma partícula de massa 0,20 kg é submetida à ação

das forças 1Fur

, 2Fur

, 3Fur

e 4Fur

, conforme indicada a figura. Determine a aceleração da partícula.

Resposta: 210,0 /m s 04- Um ponto material de massa m = 4 kg esta em movimento retilíneo acelerado, cuja aceleração tem módulo

a= 6,0 m/s2. Calcule o módulo da resultante das forças que atuam no ponto material. Resposta: 24 N 05- Qual o valor em newtons, da resultante das forças que agem sobre uma massa de 10 kg, sabendo que esta possui aceleração de 5 m/s2. Resposta: 50 N 06- A resultante das forças que atuam num ponto material de massa m = 5 kg, tem intensidade F = 60 N. Calcule o módulo da aceleração do ponto material. Resposta: 212 /m s 07- Consideremos um corpo de massa igual a 6 kg em repouso sobre um plano horizontal perfeitamente liso. Aplica-se uma força horizontal F = 30 N sobre o corpo, conforme a figura. Admitindo-se g= 10 m/s2, determine os módulos da: F

r

a) aceleração do corpo; b) reação do plano de apoio (Força Normal). Resposta: a) 25,0 /m s b) 60 N 08- Uma partícula de massa m = 4,0 kg tem aceleração, sob uma força F cujo módulo é F= 24 N. No instante t= 0 a partícula passa pela posição xo = 15 m com velocidade inicial Vo = 20 m/s como mostra a figura.

m = 4,0 kg F Vo x (m) 0 15 a) Calcule o módulo da aceleração da partícula; b) Calcule a velocidade escalar da partícula no instante t = 2,0 s; c) Determine a posição da partícula no instante t = 2,0 s. Resposta: a) 26,0 /m s b) 32 /m s c) 67 m 09- Considere uma partícula de massa m = 5,0 kg em movimento acelerado, sob a ação de uma força F cuja intensidade é F= 20 N. No instante t = 0 a partícula passa pela posição xo = 30 m com velocidade inicial Vo = 7,0 m/s como mostra a figura.

m = 5,0 kg F Vo x (m)

0 30 a) Calcule o módulo da aceleração da partícula;

m

Page 2: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

b) calcule a velocidade escalar da partícula no instante t = 3,0 s; c) Determine a posição da partícula no instante t = 3,0 s. Resposta: a) 24,0 /m s b) 19 /m s c) 69 m 10- Dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 2 kg e 3 kg, estão apoiados numa superfície horizontal

perfeitamente lisa. Uma força horizontal F

r, de intensidade

constante 10F N= , é aplicada no bloco A. Determine:

a) a aceleração adquirida pelo conjunto; b) a intensidade da força que A aplica em B. Resposta: a) 22 /m s b) 6 N 11- Dois corpos A e B de massas iguais a 2Am kg= e

4Bm kg= estão apoiados numa superfície horizontal

perfeitamente lisa. O fio que liga A a B é ideal, isto é, de

massa desprezível e inextensível. A força horizontal F

r tem

intensidade igual a 12 N, constante. Determine:

a) a aceleração do sistema; b) a intensidade da força de tração do fio. Resposta: a) 22 /m s b) 4 N 12- Os corpos A e B da figura têm massas respectivamente iguais a 6Am kg= e 2Bm kg= . O plano de apoio é perfeitamente liso e o fio é inextensível e de peso desprezível. Não há atrito entre o fio e a polia, considerada sem inércia. Adote 210 /g m s= . Determine a aceleração do conjunto e a tração do fio.

Resposta: 22,5 /m s , 15 N 13- No arranjo experimental da figura, os corpos A, B e C têm, respectivamente, massas iguais a 5Am kg= ,

2Bm kg= e 3Cm kg= . A aceleração da gravidade é 210 /m s . Os fios são inextensíveis e de inércia

desprezível; não há atrito entre os fios e as polias; o plano horizontal é perfeitamente liso. Determine: a) a aceleração do sistema de corpos; b) as trações nos fios.

Resposta: a) 22 /m s b) 1 240 36T N T N= = 14- Dois blocos A e B de massas mA = 5 kg e mB = 3 kg, estão ligados por um fio ideal. Aplica-se ao bloco B uma força vertical F de intensidade F = 112 N, de modo que conjunto sobe verticalmente, em movimento acelerado. F Considere g = 10 m / s2. a) o módulo da aceleração do sistema; b) o módulo da tração no fio. Resposta: a) 24 /m s b) 70T N= 15- No arranjo experimental da figura ao lado, os corpos A e B têm, respectivamente, massas iguais a 6 kg e 2 kg. O fio e a polia têm massa desprezível. Não há atrito entre o fio e a polia. Adote

210 /g m s= . Determine: a) a aceleração do conjunto; b) as trações nos fios. (considere que o sistema partiu do repouso) Resposta: a) 25 /m s b) 1 30 60PoliaT N T N= = 16- Determine a força que o homem deve exercer no fio para manter em equilíbrio estático o corpo suspenso de 120 N. Os fios são considerados inextensíveis e de massas desprezíveis; entre os fios e as polias não há atrito. As polias são ideais, isto é, não têm peso. Resposta: 15 N 17- No arranjo experimental da figura ao lado, os corpos A e B têm massas iguais a 10 kg. O fio e inextensível e passa sem atrito pela de massa desprezível. Adote 210 /g m s= . Determine: a) a aceleração do sistema de corpos; b) as trações no fio. (dado: seno 30° = 0,5) Resposta: a) 22,5 /m s b) 75T N=

B

A

Page 3: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

18- Um bloco de massa 10m kg= movimenta-se numa

mesa horizontal sob a ação de uma força horizontal F

r de

intensidade 30 N. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa é 0,20dµ = . Sendo 210 /g m s= ,

determine a aceleração do bloco Resposta: 21 /m s 19- Dois corpos A e B de massas respectivamente iguais a

1Am kg= e 2Bm kg= , estão ligados por uma corda de peso desprezível, que passa sem atrito pela polia. Entre A e apoio existe atrito de coeficiente 0,5dµ = . Adote

210 /g m s= . Determine: a) a aceleração dos corpos; b) a tração do fio. Resposta: a) 25 /m s b) 10 N 20- Uma caixa de madeira, de massa 20kg , é colocada em repouso sobre uma superfície horizontal, com a qual os coeficientes de atrito estático e dinâmico são, respectivamente, 0,40 e 0,25. A aceleração local da gravidade tem intensidade 210 /g m s= . Determine a intensidade mínima da força horizontal que se deve aplicar na caixa para iniciar seu movimento. Resposta: 80T N= 21- O bloco de massa 3,0m kg= está apoiado num plano

inclinado que forma um ângulo θ em relação a horizontal. O bloco A está na iminência de escorregar para baixo. Determine, nessas condições, o peso BP do bloco B. O coeficiente de atrito estático entre o bloco A e plano é

0,50eµ = . (Dados: 0,60senθ = ; cos 0,80θ = , 210 /g m s= ) considere a polia e fio ideais.

Resposta: 6BP N= 22- O corpo A pesa 100 N e está em repouso sobre o corpo B, que pesa 200 N. O corpo A está ligado por uma corda ao anteparo C, enquanto o corpo B está sendo solicitado por uma força horizontal F

ur, de 125 N. O

coeficiente de atrito de escorregamento entre os corpos A e B é 0,25. Determine o coeficiente de atrito entre o corpo B e a superfície de apoio e atração na corda, considerando o

corpo B na iminência de movimento.

Resposta: 1

; 253

T Nµ = =

23- Um apagador, de massa 0,05 kg, inicialmente em repouso, é pressionado contra um quadro-negro por uma força horizontal constante F , como mostra a figura. O coeficiente de atrito estático entre o pagador e o quadro é 0,4 e o coeficiente de atrito cinético é 0,3.

a) Desenhe o diagrama de forças para o apagador, identificando e escrevendo explicitamente os pares ação-reação (isto é, pares da terceira lei de Newton) nos corpos em que eles atuam; b) Calcule f , o valor mínimo da força F que se deve fazer no apagador para que ele não caia;

c) Calcule a aceleração do pagador se 2f

F = . Qual é a

aceleração se 2F f= ? Resposta: a) 1,25 N b) 26,25 /m s e zero 24- Um motociclista percorre uma trajetória circular vertical de raio 3,6R m= , no interior de um globo da morte. Calcule qual deve ser o menor valor da velocidade no ponto mais alto que permita ao motociclista percorre toda a trajetória circular. É dado 210 /g m s= . Resposta: 6,0 /m s

Nível Normal. 25- Um bloco de 5,10 kg é puxado ao longo de um piso horizontal sem atrito por uma corda que exerce uma força

de módulo 12,0P N=ur

e

faz um ângulo 25,0θ = °

Page 4: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

acima da horizontal como mostra a figura. Determine: (a) Qual é o módulo da aceleração do bloco? (b) A força P é aumentada lentamente. Qual o seu valor imediatamente antes de o bloco ser (completamente) erguido do piso? (c) Qual é o módulo da aceleração do bloco imediatamente antes de ser (complemente) erguido do piso? Resposta: a) 22,13 /m s b) 118 N c) 221 /m s

26- Uma força horizontal F

r de 12 N empurra um bloco que

pesa 5,0 N contra uma parede vertical (ver figura). O coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é de 0,60 e o coeficiente de atrito cinético é de 0,40. Assuma que o bloco esteja inicialmente em repouso. Responda: (a) O bloco irá se mover? (Explique seu raciocínio para a resposta) (b) Qual é a força exercida pela parede sobre o bloco na notação de vetor unitário? Resposta: (a) não (b) ˆ ˆ( 12 5 )RF i j N= − + 27- Para a figura abaixo, A é um bloco de 4,4 kg e B é um bloco de 2,6 kg. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre A e a mesa são 0,18eµ = e

0,15cµ = . Determine: (a) A massa mínima do bloco C que deve ser colocada sobre A para evitar que ele deslize. (b) O bloco C é removido subitamente de cima do bloco A. Qual será a aceleração adquirida pelo bloco A? Resposta: (a) 10,0Cm kg= (b) 22,7 /m s 28- Um trenó-foguete experimental pode ser acelerado a uma taxa constante partindo do repouso até atingir 1600 km/h em 1,8 s. Qual é o módulo da força resultante necessária se o trenó possuir uma massa de 500 kg? Resposta: 51,2 10F N= ×

29- Um bloco de 7,96 kg está em repouso sobre um plano inclinado que faz um ângulo de 22° com a horizontal, conforme mostra a figura ao lado. O coeficiente de atrito estático é 0,25 enquanto o coeficiente de atrito cinético é 0,15. Responda:

(a) Qual é a mínima força F , paralela ao plano, que ira impedir que o bloco deslize para baixo sobre o plano? (b) Qual é a mínima força F que irá fazer com que o bloco deslize para cima sobre o plano? (c) Qual é a força necessária para mover o bloco para cima com uma velocidade constante? Resposta: a) 11,2F N= b) 47,3F N> c) 40,1F N= 30- Três astronautas são impulsionados por jatos que saem de uma mochila. Eles empurram e guiam um asteróide de 120 kg em direção a uma plataforma de processamento, exercendo as forças como mostradas na figura abaixo. Seus valores são 1 32F N= , 2 55F N= e 3 41F N= ,

1 30θ = ° , e 3 60θ = ° .

a) Qual é a aceleração do asteróide na notação de vetor unitário. b) Qual é o módulo e a direção desta aceleração? Resp: a) 2 2ˆ ˆ0,86 / 0,16 /a m s i m s j= − b) 20,88 /Ra m s= 31- Uma esfera de massa 43,0 10 kg−× está suspensa por

um fio. Uma brisa sopra ininterruptamente na direção horizontal empurrando a esfera de tal forma que o fio faz um ângulo constante de 37° com a vertical. Encontre: a) o módulo do empurrão sofrido pela esfera. b) a tração no fio. Resposta: (a) 32,2 10 N−× (b) 33,7 10 N−×

32- Dois blocos estão em contato sobre uma mesa sem atrito. Uma força horizontal é aplicada ao bloco maior, como mostrado na figura. Se 1 2,3m kg= , 2 1,2m kg= e

3,2F N= .

Page 5: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

a) determine a aceleração sofrida pelo sistema; b) Encontre o módulo da força entre os dois blocos 1m e

2m . Resposta: a) 20,91 /m s b) 1,09 N 33- Um disco de hóquei, de 110 g, posto para deslizar sobre o gelo pára após percorrer 15 m devido à força de atrito exercida pelo gelo sobre ele. Determine: (a) Se a sua velocidade inicial for de 6,0 m/s, qual será a intensidade da força de atrito? (b) Qual será o coeficiente de atrito entre o disco e o gelo? Resposta: (a) 0,13 N (b) 0,12 34 - Uma pessoa aposta com outra que pode manter um corpo de 2 kg parado na frente de um carrinho de massa 10 kg, como mostra a figura abaixo, sem usar ganchos, cordas, pregadores, ímãs, cola, adesivos etc. Aceita a aposta, a pessoa passa a empurrar o carro para frente. O coeficiente de atrito estático entre o corpo e a superfície frontal do carrinho é de 0,6. Despreze o efeito da resistência do ar. Determine:

a) Qual a aceleração mínima do carrinho que garante a vitória da primeira pessoa? b) Qual é a força de atrito com esta aceleração? c) Qual a força que essa pessoa empurra o carrinho que garante sua vitória nesta aposta? Res: a) 2

min 16,33 /a m s= b) 19,6atF N= c) 196RF N= 35- O bloco B na figura abaixo pesa 712 N. O coeficiente de atrito estático entre o bloco B e a mesa é 0,25 e a atrito cinético 0,15. Encontre o peso máximo do bloco A para o qual o bloco B permanece em repouso.

Resposta: 3277,5BP N= 36- Um trenó carregado de pingüins, pesando 80 N, está em repouso sobre um plano inclinado de ângulo 20° com a horizontal, conforme mostra a figura ao lado. O coeficiente

de atrito estático é 0,25 enquanto o coeficiente de atrito cinético é 0,15. Responda:

(a) Qual é a menor intensidade da força F

ur, paralela ao

plano, que impedirá o trenó de deslizar plano abaixo? (b) Qual é a menor intensidade F

ur que fará o trenó começar

a se mover plano acima? (c) Qual é o valor de F

ur necessária para mover o trenó

plano acima com velocidade constante? Resposta: a) min 8,6F N= b) 46F N> c) 39F N= 37- Uma corrente é composta de cinco elos, cada um de massa igual a 0,100 kg, é suspensa verticalmente pelo elo 5 que adquire uma aceleração constante de 2,50 m/s2. Ache os módulos: (a) da força que o elo 2 exerce sobre o elo 1; (b) da força que o elo 3 exerce sobre o elo 2; (c) da força que o elo 4 exerce sobre o elo 3; (d) da força que o elo 5 exerce sobre o elo 4; (e) da força F

r que a pessoa elevando a

corrente exerce sobre o elo mais elevado; (f) a força resultante que acelera cada elo. Resposta: (a) 1,23N (b) 2,46N (c) 3,69N (d) 4,92N (e) 6,15N (f) 0,25N 38- Um bloco de massa m1 = 3,70 kg sobre um plano inclinado de 30,0° está ligado por um fio que passa por uma roldana sem massa e sem atrito a um segundo bloco de massa m2 = 2,30 kg suspenso verticalmente. Quais são: (a) o módulo da aceleração de cada bloco? (b) a direção e sentido da aceleração do bloco suspenso? (c) Qual é tração no fio?

Resposta: (a) 0,735 m/s2 (b) na direção vertical e para baixo (c) 20,85 N 39- Um bloco é projetado para cima de um plano inclinado sem atrito com velocidade inicial v0 = 3,50 m/s. O ângulo do plano inclinado é o θ = 32,0°. Responda:

Page 6: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

(a) Até que distância sobe sobre o plano? (b) Quanto tempo ele leva para chegar lá? (c) Qual é a sua velocidade quando ele volta para o ponto mais baixo? Resposta: (a) 1,18 N (b) 0,674 s (c) 3,50 m/s 40- Um engradado de 68 kg é arrastado sobre um piso, puxado por uma corda presa ao engradado e inclinada de 15° acima da horizontal. (a) Se o coeficiente de atrito estático for de 0,50, qual será a intensidade da força mínima necessária para que o engradado comece a se mover? (b) Se µ c = 0,35, qual será a intensidade da aceleração

inicial do engradado? Resposta: (a) 300 N (b) 1,3 m/s2 41- Na figura, um bloco de 5,00 kg é puxado ao longo de um piso horizontal sem atrito por uma corda que exerce uma força de módulo F = 12,0 N na direção θ = 25,0° para cima da horizontal. (a) Qual é o módulo da aceleração do bloco? (b) O módulo da força F é aumentado lentamente. Qual o seu valor imediatamente antes de o bloco ser (completamente) levantado do piso? (c) Qual o módulo da aceleração do bloco imediatamente antes de ele ser (complemente) levantado do piso?

Resposta: (a) 2,18 m/s2 (b) 116 N (c) 21 m/s2 .

42- Dois blocos, com pesos de 3,6 N e 7,2 N, estão ligados por um fio de massa desprezível e deslizam para baixo de um plano inclinado de 30°. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco mais leve e o plano é de 0,10: entre o bloco mais leve está na frente, encontre: (a) a intensidade da aceleração dos blocos; (b) a força de tração no fio. (c) Descreva o movimento se, em outro arranjo, o bloco mais pesado estiver na frente. Resposta: (a) 3,5 m/s2 (b) 0,21 N 43- Os dois blocos (com 16 =m kg e 88=M kg ) mostrados na figura abaixo não estão presos um ao outro. O coeficiente de atrito estático entre os blocos é

eµ = 0,38 , mas não

há atrito na superfície abaixo do bloco maior (é lisa). Determine: Qual é a menor intensidade da força horizontal F

r

necessária para evitar que o bloco menor escorregue para baixo sobre o bloco maior? Resposta: 2

min 4,9 10F N= ×

44- Um barco de 1000 kg está navegando a 90 km/h quando seu motor é desligado. A intensidade da força de atrito ef

r

entre o barco e a água é proporcional à velocidade

v do barco: efr

= 70, v é dado em metros por um segundo e fc em newtons. Encontre o tempo necessário para que o barco tenha sua velocidade reduzida para 45 km/h. Resposta: 9,9 s 45- Uma placa espessa de 1 40m kg= repousa sobre um

piso sem atrito. Um bloco de 2 10m kg= repousa sobre a

placa. O coeficiente de atrito estático eµ entre o bloco e a placa é igual a 0,60, ao passo que seu coeficiente de atrito cinético cµ é igual a 0,40. O bloco de 10 kg é puxado por

uma força horizontal F

r com uma intensidade de 100 N.

Quais são as aceleração resultantes (a) do bloco e (b) da placa?

Resposta: (a) 6,1 m/s2 (b) 0,98 m/s2 46- Calcule a força de arrasto sobre um míssil de 53 cm de diâmetro se deslocando a uma velocidade de 250 m/s a baixa altitude, onde a massa específica do ar é de 1,2 kg/m3. Suponha que o coeficiente de arrasto é C = 0,75. Resposta: 6200 N

47- Um carro de 1130 kg está seguro por um cabo leve, sobre uma rampa muito lisa (sem atrito), como indicado na figura. O cabo forma um ângulo de 31,0 ° sobre a superfície da rampa, e a rampa ergue-se 25,0° acima da horizontal. a) Desenhe um diagrama do corpo livre para o carro. b) Ache a tensão no cabo. c) Com que intensidade a superfície da rampa empurra o carro? Resposta: b) 5465,93T N= c) 7118,09N N= 48- Suponha que o coeficiente de atrito estático entre o pavimento e os pneus de um carro de corrida de Fórmula 1 seja de 0,6 durante um Grande Prêmio de automobilismo. Qual velocidade deixará o carro na iminência de derrapar ao fazer uma curva horizontal de 30,5 m de raio? Resposta: 48 km/h

Page 7: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

49- Um estudante pesando 667 N passeia em uma roda-gigante que gira a uma velocidade constante (o estudante está sentado na cadeira com as costas eretas). No ponto mais elevado, a intensidade da força normal N

rque o

assento exerce sobre o estudante é de 556 N. Responda: (a) O estudante se sente “leve” ou “pesado” nesta posição? (b) Qual é a intensidade de N

r no ponto mais baixo?

(c) Qual é a intensidade de Nr

se a velocidade com que a roda-gigante gira for duplicada? Resposta: (a) leve (b) 778 N 50- Um satélite terrestre se move em uma órbita circular a 640 km acima da superfície da terra com um período de 98,0 min. Quais são os módulos: (a) da velocidade? (b) da aceleração centrípeta do satélite? Resposta: (a) 7,49 km/s (b) 8 m/s2 51- Um avião está voando em um círculo horizontal a uma velocidade de 480 km/h. Se as suas asas estão inclinadas de 40° em relação ao plano horizontal, qual é o raio do círculo no qual o avião está voando? Suponha que a força necessária provém inteiramente da sustentação aerodinâmica que é perpendicular à superfície das asas. Resposta: 2,2 km ou 2200 m 52- Um astronauta é colocado para girar em uma centrífuga horizontal em um raio de 5,0. Responda: (a) Qual o módulo da sua velocidade escalar se a aceleração centrípeta possui um módulo de 7g? (b) Quantas rotações por minuto são necessárias para produzir esta aceleração? (c) Qual é o período do movimento? Resposta: (a) 19 m/s (b) 35 rpm (c) 1,7s

53- (a) Qual o módulo da aceleração centrípeta de um objeto no equador terrestre devido à rotação da Terra? (b) Qual teria que ser o período de rotação da Terra para que objetos no equador tivessem uma aceleração centrípeta com um módulo igual a 9,8 m/s2? Resposta: (a) 0,034 m/s2 (b) 84 min 54- Uma roda-gigante possui um raio de 15 m e completa cinco voltas em torno do seu eixo horizontal por minuto. Determine: (a) Qual é o período do movimento? (b) Qual é a aceleração centrípeta de um passageiro no ponto mais alto? (c) Qual é a aceleração centrípeta de um passageiro no ponto mais baixo, supondo que o passageiro esteja em um raio de 15m? Resposta: (a) 12 s (b) 4,1 m/s2 p/ baixo (c) 4,1m/s2 p/ cima.

55- Um garoto rodopia uma pedra em um círculo horizontal com um raio de 1,5 m e a uma altura de 2,0 m acima do nível do chão. O fio se parte e a pedra se desprende

horizontalmente de 10 m. Qual era o módulo da aceleração centrípeta da pedra enquanto estava em movimento circular? Resposta: 160 m/s2

56- Dois blocos estão conectados por uma corda que passa sobre uma polia fixa sem atrito e repousam sobre planos inclinados (ver figura). Nesta situação determine: a) Como os blocos devem se mover quando forem soltos a partir do repouso? b) Qual é a aceleração de cada bloco? c) Qual é a tensão na corda? Resposta: b) 20,653 /a m s= c) 424,65T N= 57- Durante a decolagem de um avião, você tenta determinar a sua aceleração. Para isto, sustenta um peso num fio e mede o ângulo com a vertical, encontrando 22°. a) Qual é a aceleração do avião? b) Se a massa do peso pendurado é de 40 g, qual a tensão no fio? Resposta: a) 2/a m s= b) T N= 58- Uma mola vertical, com a constante de força de 600 N/m, está pendurada por uma ponta no teto de uma sala e tem na outra um corpo de 12 kg que repousa sobre uma superfície horizontal, de modo que a mola exerce uma força para cima sobre este corpo. A mola esta esticada de 10 cm. a) Que força a mola exerce sobre o bloco? b) Que força a superfície exerce sobre o corpo? Resposta: a) 60elastF N= b) 57,6N N= 59- Uma caixa de 6 kg está sobre uma superfície horizontal sem atrito e presa a uma mola horizontal com a constante de força de 800 N/m. Se a mola estiver esticada de 4 cm, qual a aceleração da caixa? Resposta: 25,33 /a m s= 60- Uma lâmpada, com a massa 42,6m kg= , está pendurada por fios conforme esquematizado na figura abaixo. a) Qual é valor da tensão uur

1T no fio vertical? b) Quais os valores das tensões 2

uur

T e 3

uur

T ? Resposta: 1 417,48T N= 2 361,55T N= 3 208,74T N= 61- Uma empresa de entrega acaba de descarregar na calçada

Page 8: Lista 3 - Dinamica e Suas Aplicacoes - 2010

em frente à casa do aluno da FAMEC Gilmar – “Diga peguei”- um caixa de 500 N com equipamentos de ginástica. Ele verifica que para começar o movimento até a porta da sua casa, precisa aplicar uma força horizontal de módulo igual a 265 N sobre a corda puxando para cima, que forma um ângulo de 30° com a horizontal (Ver Figura). Depois da “quebra do vínculo” e de iniciado o movimento, ele necessita apenas de 220 N para manter o movimento com velocidade constante. Qual é o coeficiente de atrito estático e o coeficiente de atrito cinético? Resposta: a) 2/a m s= b) T N=