Mecânica Geral - Lista II Exercícios de Força - Aplicações das Leis de Newton

1. Dado F =1000N na situação abaixo, encontre F.

R: F = 784,5Ni - 588,4Nj - 196Nk

8m

4m

3m

5m

X

Z

Y

F

2. O cabo de sustentação de uma torre está ancorada

em A. A tração no cabo é de 2500N. Determinar o vetor

F e os ângulos em relação aos eixos.

R: F = -1060Ni + 2120Nj + 795Nk

= 115,1o = 32,01

o = 71,46º

30m

40m

80m

X

Z

Y

F

A

3. Uma torre de 48m de altura está ancorada por 3 cabos. Sendo a tração no cabo AB de 39kN encontre as outras trações de tal modo que a resultante dessas três forças seja vertical. Se o peso da torre for 1500kgf, qual o esforço da sapata? R: T2 = 21kN T3 = 64,29kN

2 4 m

1 2 m1 6 m

1 6 m

X

Z

Y

D

B

C

T3 T2

T1

4. Duas barras são soldadas em forma de T e colocadas na posição horizontal. Três fios são fixados

em A, B e C e unidos em D. Determine as trações em cada corda. As medidas são dadas em mm. R: T1=T2=115,5N T3= 139,7N

10

0

10

0

80

16

0

1 6 0Z

X

Y

15Kg

5. A posição de helicóptero de treinamento de 2,75.105

N é dada por

r = (0,020 m/s3)t

3 i + (2,2m/s)t j - (0,060 m/s2)t

2 k. Ache

a força resultante sobre o helicóptero para t=5s.

R. F= (1,7.104 N)i – (3,4.10

3 N)k.

6. Três forças são aplicadas sobre um corpo que se

move com velocidade constante v = 2 i – 7 j (m/s).

Duas das forças são

F1= 2N i + 3N j – 2N k e

F2 = -5N i + 8N j – 2N k.

Qual é a terceira força? R: 3N i-11N j+4N k

7. Um corpo é lançado para o espaço sideral, longe das

estrelas e planetas. Em relação à sua massa e ao seu

peso, é CORRETO afirmar que:

a) sua massa e seu peso variam.

b) apenas seu peso varia.

c) sua massa e seu peso não variam.

d) apenas sua massa varia.

8. Um corpo de massa variável em função do tempo

m=10+0,5t (SI) desloca no espaço segundo a função

horária da velocidade v = 2t i + 0,5 t2 j – 3 t k (SI). Qual

a força resultante sobre o corpo no instante t = 2s?

9. Os dois blocos mostrados na figura estão inicialmente

em repouso. Despreze as massas das polias e os atritos

entre as diversas partes do sistema. Obtenha (a) a

aceleração de cada bloco e (b) a tensão no cabo. (MA=

160 kg e MB = 120 kg)

10. O sistema mostrado na figura encontra-se

inicialmente em repouso. Desprezando atrito, determine

(a) a força F para que, após 2 s, a velocidade do cursor

B seja de 5 m/s e (b) a correspondente tensão no cabo.

Dados: mA = 6 kg, mB = 15 kg e F= 8N

11. O peso D de 2,5 x 103 N e o contrapeso C de 3,5 x

103 N estão ligados a um motor elétrico M, como indica

a figura. Determine a força aplicada pelo motor M

quando D: (a) está subindo com velocidade constante

de 2,4 m /s e (b) tem aceleração de 0,7 m /s2 e

velocidade instantânea de 3 m/s, ambas dirigidas para

cima.

12. Um bloco de 890 N está em repouso no plano

horizontal. Determinar o módulo da força R

necessária para produzir no bloco uma aceleração

de 3 m/s2 para a direita. a) desprezando o atrito e b)

considerando um coeficiente de atrito entre o bloco e

o plano de 0,25. (θ = 30º)

13. Determine a máxima velocidade teoricamente

esperada para que um carro, partindo do repouso, cubra

uma distância de 50 m. O coeficiente de atrito estático

entre os pneus e o asfalto é 0,70. Suponha tração nas

quatro rodas.

14. Num plano inclinado de 25o está um bloco de 5 kg.

a)Na ausência de atrito qual seria a aceleração do

bloco?

b)Qual deverá ser o coeficiente de atrito entre o bloco e

o plano para ele descer com velocidade constante?

c)Supondo um coeficiente de atrito cinético 0,3 entre o

corpo e o plano, qual deveria ser o valor de uma força

externa para ele subir com aceleração de 1,5 m/s2?

15. Uma bola pesando 22,2 N descreve uma

circunferência horizontal, como indica a figura acima.

Sabendo-se que L = 1,22 m e que a máxima tensão

suportada pelo fio é 53,4 N, determinar (a) a máxima

velocidade da esfera e (b) o correspondente ângulo θ.

16. Um cilíndro de raio 2m gira em torno do seu eixo

com velocidade escalar de 5m/s. Um corpo gira

juntamente com o cilíndro em sua superfície interna.

a) Esquematize as forças que atuam sobre o corpo,

b) Determine o menor coeficinte de atrito estático para

que o corpo não caia. R: 0,784

17. Um carro está fazendo uma curva plana de raio

220m, com uma velocidade de 94km/h.

a) Qual o coeficiente de atrito entre os pneus do

automóvel e o asfalto? R: 0,316

b) Que força de atrito de um passageiro de 80kg

exerce sobre a almofada do assento? R: 248N

L

A

B

objeto

cilíndro