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Cincia e Tecnologia de Materiais Prof
a. Msc. Patrcia Corra
Lista de exerccios
1. (R//b) Uma barra homognea de peso igual a 50 N est em repouso na horizontal. Ela est
apoiada em seus extremos nos pontos A e B, que esto distanciados de 2 m. Uma esfera Q de
peso 80 N colocada sobre a barra, a uma distncia de 40 cm do ponto A, conforme
representado no desenho abaixo:
A intensidade da fora de reao do apoio sobre a barra no ponto B de a) 32 N b) 41 N c) 75 N d) 82 N e) 130 N 2. (R//c) Deseja-se construir um mbile simples, com fios de sustentao, hastes e pesinhos de chumbo. Os fios e as hastes tm peso desprezvel. A configurao est demonstrada na figura abaixo.
O pesinho de chumbo quadrado tem massa 30 g, e os pesinhos triangulares tm massa 10 g. Para que a haste maior possa ficar horizontal, qual deve ser a distncia horizontal x, em centmetros? a) 45 b) 15 c) 20 d) 10 e) 30 3. (R//d) O mecanismo que permite articular uma porta (de um mvel ou de acesso) a dobradia. Normalmente, so necessrias duas ou mais dobradias para que a porta seja fixada no mvel ou no portal, permanecendo em equilbrio e podendo ser articulada com facilidade. No plano, o diagrama vetorial das foras que as dobradias exercem na porta est representado em
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a)
b)
c)
d)
e) 4. (R//a) O quadrinho mostra o Garfield tentando pescar o fil de seu dono com uma vara cuja fora peso, de mdulo 20 N, est representada em seu centro de gravidade, CG. Para conseguir seu almoo, o gato utilizou um fio de nylon de massa desprezvel com um anzol e um conjunto de chumbinhos, totalizando 0,4 N de peso, pendurados na ponta.
Considerando-se as distncias indicadas na figura, numa situao em que a vara esteja em equilbrio, sendo segurada pelas duas patas de Garfield, a intensidade da fora F, em newtons, aplicada pela pata esquerda do gato na vara, igual a a) 75. b) 65. c) 55.
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d) 45. e) 35. 5. (R//a) Uma barra homognea de 30 kg de massa e 6 m de comprimento apoiada em C e em D, como na figura. Sendo que o apoio C tem fora de reao que vale 120 N, a distncia X necessria para que a barra se mantenha em equilbrio , em m, de: (considere g = 10 m/s2)
a) 1 b) 1,5 c) 2 d) 2,5 e) 0,5 6. (R//c) Uma barra horizontal rgida e de peso desprezvel est apoiada em uma base no ponto O. Ao longo da barra esto distribudos trs cubos homogneos com pesos 1P , 2P e 3P e
centros de massa 1G , 2G e 3G respectivamente. O desenho abaixo representa a posio dos
cubos sobre a barra com o sistema em equilbrio esttico.
O cubo com centro de massa em 2G possui peso igual a 14P e o cubo com centro de massa em
3G possui peso igual a 12P . A projeo ortogonal dos pontos 1G , 2G , 3G e O sobre a reta r
paralela barra so, respectivamente, os pontos 1C , 2C , 3C e O. A distncia entre os pontos
1C e O de 40 cm e a distncia entre os pontos 2C e O de 6 cm. Nesta situao, a distncia
entre os pontos O e 3C representados no desenho, de:
a) 6,5 cm b) 7,5 cm c) 8,0 cm d) 12,0 cm e) 15,5 cm 7. (R//b) Uma das condies de equilbrio que a soma dos momentos das foras que atuam sobre um ponto de apoio seja igual a zero.
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Considerando o modelo simplificado de um mbile , onde AC representa a distncia entre o fio
que sustenta 1m e o fio que sustenta 2m , e 1
AB AC8
, qual a relao entre as massas 1m e
2m ?
a) 1 21
m m8
b) 1 2m 7 m
c) 1 2m 8 m
d) 1 2m 21 m
e) 1 2m 15 m
TEXTO PARA A PRXIMA QUESTO: Adote os conceitos da Mecnica Newtoniana e as seguintes convenes:
O valor da acelerao da gravidade: 2g 10 m/s ;
A resistncia do ar pode ser desconsiderada.
8. (R//b) Um navio cargueiro est sendo carregado de minrio no porto de Cabedelo. O carregamento , hipoteticamente, feito por um guindaste, manobrado por um operador que suspende, de cada vez, dois containers acoplados s extremidades de uma barra de ferro de trs metros de comprimento, conforme esquema a seguir:
Na ltima etapa do carregamento, o container 1 completamente preenchido de minrio, totalizando uma massa de 4 toneladas, enquanto o container 2 preenchido pela metade, totalizando uma massa de 2 toneladas. Para que os containers sejam suspensos em equilbrio,
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o operador deve prender o gancho do guindaste exatamente no centro de massa do sistema, formado pelos dois containers e pela barra de ferro. Nesse sentido, desprezando a massa da barra de ferro, conclui-se que a distncia entre o gancho (preso na barra pelo operador) e o container 1 deve ser de: a) 0,5 m b) 1,0 m c) 1,5 m d) 2,0 m e) 2,5 m TEXTO PARA A PRXIMA QUESTO: Dados: Acelerao da gravidade: 210 m/s Densidade do mercrio: 313,6 g/cm
Presso atmosfrica: 5 21,0 10 N/m
Constante eletrosttica: 9 2 20 0k 1 4 9,0 10 N m C
9. (R//T=92N) Uma trave, de massa M = 4,6 kg, mantida na posio horizontal apoiada lateralmente em uma parede e por meio de um cabo de massa desprezvel e inextensvel, como mostrado na figura. Considerando que no haja atrito entre a trave e a parede, calcule a trao sobre o cabo, em newtons.
10. (R//a) Uma barra de peso desprezvel est sobre um apoio situado no meio dela. Aplicam-se 3 foras sobre a barra, como indicado na figura
Dados: considere cos 30 = 0,86 e sem 30 = 0,5. Para que a barra esteja em equilbrio, o valor de F, em newtons, vale a) 17,2 b) 12,7 c) 10,0 d) 20,0
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e) 18,0 11. (R//d) A figura abaixo mostra uma barra homognea de peso 10 N e de comprimento 10 m que est apoiada sobre um suporte distante de 3,0 m da sua extremidade esquerda.
Pendura-se um bloco de massa m = 2,0 kg na extremidade esquerda da barra e coloca-se um bloco de massa M = 4,0 kg sobre a barra do lado direito ao suporte. O valor de D, para que a barra esteja em equilbrio, em metros, vale
Dado: considere a acelerao da gravidade g = 210m / s a) 4,5 b) 5,0 c) 5,5 d) 6,0 e) 6,5 12. (R//F0 = P(x-y)/4(x+y)) Uma barra homognea, articulada no pino O, mantida na posio horizontal por um fio fixado a uma distncia x de O. Como mostra a figura, o fio passa por um conjunto de trs polias que tambm sustentam um bloco de peso P. Desprezando efeitos de atrito e o peso das polias, determine a forca de ao do pino O sobre a barra.
13. (R//a) F= 20.000N/ **b) 7,5.105N/m2) O homem tem criado diversas ferramentas especializadas, sendo que para a execuo de quase todas as suas tarefas h uma ferramenta prpria. a) Uma das tarefas enfrentadas usualmente a de levantar massas cujo peso excede as nossas
foras. Uma ferramenta usada em alguns desses casos o guincho girafa, representado na figura adiante. Um brao mvel movido por um pisto e gira em torno do ponto O para levantar uma massa M. Na situao da figura, o brao encontra-se na posio horizontal,
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sendo D = 2,4 m e d = 0,6 m. Calcule o mdulo da fora Fv
exercida pelo pisto para equilibrar uma massa M = 430 kg. Despreze o peso do brao.
Dados: cos 30 = 0,86 e sen 30 = 0,50.
b) Ferramentas de corte so largamente usadas nas mais diferentes situaes como, por
exemplo, no preparo dos alimentos, em intervenes cirrgicas, em trabalhos com metais e em madeira. Uma dessas ferramentas o formo, ilustrado na figura adiante, que usado para entalhar madeira. A rea da extremidade cortante do formo que tem contato com a madeira detalhada com linhas diagonais na figura, sobre uma escala graduada.
Sabendo que o mdulo da fora exercida por um martelo ao golpear a base do cabo do formo e F = 4,5 N, calcule a presso exercida na madeira.
14. (R//b) Observe a ilustrao abaixo.
O sistema apresentado mostra uma alavanca, de tamanho total igual a 3,5m, usada para facilitar a realizao de um trabalho. Considerando que no local a gravidade tenha um valor aproximado de 10 m/s2, assinale a opo que torne verdadeiros, simultaneamente, o tipo da alavanca mostrado e o valor da fora "F" que coloque o sistema em equilbrio. a) Interfixa e F = 25N b) Interfixa e F = 250N
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c) Interpotente e F = 25N d) Interpotente e F = 250N e) Inter-resistente e F = 25N 15. (R//b) Uma barra homognea, com peso igual a 18 Newtons e 12 metros de comprimento est suspensa na horizontal, em repouso, por 2 fios verticais que esto presos s suas extremidades A e B, conforme a ilustrao a seguir.
Uma esfera com peso igual a 2 N est pendurada a uma distncia x da extremidade A. Seja FB a trao exercida pelo fio sobre a extremidade B. A funo que associa FB distncia x
0 x 12 uma funo de 1 grau, cujo coeficiente angular vale
a) 1/10 b) 1/6 c) 1/5 d) 1/4 e) 1/3 16. (R//d) Uma caixa A, de peso igual a 300 N, suspensa por duas cordas B e C conforme a figura abaixo.
O valor da trao na corda B igual a a) 150,0 N. b) 259,8 N. c) 346,4 N