1 Lista de exerccios Mecnica Aplicada

Prof. Gilson Bispo Batista gilson@fisica.ufmt.br fisicalunar.blogspot.com.br

Aluno (a): RA:

Curso: semestre:

Questes

Cinemtica de uma partcula: Trabalho1. Explique:a) O conceito de trabalho em Mecnica.b) A equao do trabalho.c) A propriedade grfica.d) Trabalho de um Peso.e) Trabalho da Fora elstica.f) Trabalho de uma Fora constanteg) Trabalho de uma Fora varivel.

2. Na figura abaixo, embora puxe a carroa com uma fora horizontal de 1,0103 N, o burro no consegue tir-la do lugar devido ao entrave de uma pedra:

Qual o trabalho da fora do burro sobre a carroa?

3. Um homem empurra um carrinho ao longo de uma estrada plana, comunicando a ele uma fora constan-te, paralela ao deslocamento, e de intensidade 3,0102 N. Determine o trabalho realizado pela fora aplicada pelo homem sobre o carrinho, considerando um des-locamento de 15 m.

4. Uma fora de intensidade 20 N atua em uma par-tcula na mesma direo e no mesmo sentido do seu movimento retilneo, que acontece sobre uma mesa horizontal. Calcule o trabalho da fora, considerando um deslocamento de 3,0 m.

5. A intensidade da resultante das foras que agem em uma partcula varia em funo de sua posio sobre o eixo Ox, conforme o grfico a seguir:

Calcule o trabalho da fora para os deslocamentos:a) de x1 = 0 a x2 = 8,0 m;b) de x2 = 8,0 m a x3 = 12 mc) de x1 = 0 a x3 = 12 m

6. Um carregador em um depsito empurra, sobre o solo horizontal, uma caixa de massa 20 kg, que ini-cialmente estava em repouso. Para colocar a caixa em movimento, necessria uma fora horizontal de intensidade 30 N. Uma vez iniciado o deslizamento, so necessrios 20 N para manter a caixa movendo-se com velocidade constante. Considere g = 10 m/s2.a) Determine os coeficientes de atrito esttico e cin-tico entre a caixa e o solo.b) Determine o trabalho realizado pelo carregador ao arrastar a caixa por 5 m.c) Qual seria o trabalho realizado pelo carregador se a fora horizontal aplicada inicialmente fosse de 20 N? Justifique sua resposta.

Nota

7. O bloco da figura acha-se inicialmente em repou-so, livre da ao de foras externas. Em dado instante, aplica-se sobre ele o sistema de foras indicado, cons-titudo por F1 , F2 , F3 e F4 , de modo que F1 e F3 sejam perpendiculares a F4 :

Sendo U1, U2, U3 e U4, respectivamente, os trabalhos de F1 , F2 , F3 e F4 para um deslocamento de 5,0 m, calcule U1, U2, U3 e U4.

8. O esquema a seguir ilustra um homem que, puxan-do a corda verticalmente para baixo com fora cons-tante, arrasta a caixa de peso 4,0 102 N em movimen-to uniforme, ao longo do plano inclinado:

Desprezando os atritos e a influncia do ar e admitin-do que a corda e a roldana sejam ideais, calcule o tra-balho da fora exercida pelo homem ao provocar na caixa um deslocamento de 3,0 m na direo do plano inclinado.

9. O grfico abaixo representa a variao do valor al-gbrico das duas nicas foras que agem em um corpo que se desloca sobre um eixo Ox. As foras referidas tm a mesma direo do eixo.

Calcule: a) o trabalho da fora F1, enquanto o corpo arrasta-do nos primeiros 10 mb) o trabalho da fora F2, enquanto o corpo arrasta-do nos primeiros 10 mc) o trabalho da fora resultante, para arrastar o corpo nos primeiros 15 m.

10. Um projtil de massa m lanado obliquamente no vcuo, descrevendo a trajetria indicada abaixo:

A altura mxima atingida h e o mdulo da acelera-o da gravidade vale g. Calcule os trabalhos do peso do projtil nos deslocamentos de A at B, de B at C e de A at C, respectivamente.

11. Considere uma tora de madeira de massa igual a 2,0102 kg, cilndrica e homognea, posicionada sobre o solo, conforme indica a figura.

Adotando g = 10 ms2, calcule o trabalho realizado por um grupo de pessoas para colocar a tora com o eixo longitudinal na vertical, apoiada sobre sua base.

12. Um bloco de massa igual a 2,0 kg abandonado no topo de um plano inclinado, a 4,0 m de altura do solo. O ngulo de inclinao do plano e os coefi-cientes de atrito, esttico e dinmico, entre o corpo e o plano, so iguais a 0,25. Determine os trabalhos das foras que atuam sobre o bloco, desde o instante da partida at o instante em que ele atinge o solo.Dados: sen = 0,80; cos = 0,60; g = 10 m/s

13. Um carro move-se em trajetria retilnea. O gr-fico da fora que atua paralelamente sua trajetria em funo do deslocamento apresentado a seguir. Calcule o trabalho dessa fora de 0 a 300 m.

Potncia e Rendimento

14. Explique:a) Potnciab) Rendimento

15. Na figura, um operrio ergue um balde cheio de concreto, de 20 kg de massa, com velocidade constante. A corda e a polia so ideais e, no local, g = 10 m/s2. Considerando um deslocamento vertical de 4,0 m, que ocorre em 25 s, determine:

a) o trabalho realizado pela fora do operrio;b) a potncia mdia til na operao.

16. Um guindaste ergue um fardo, de peso 1,0.103N, do cho at 4,0 m de altura, em 8,0 s. Calcule a potncia mdia do motor do guindaste, nessa operao, em watts.

17. Um homem de 70 kg de massa sobe ao terceiro andar de um edifcio, que est a uma altura de 15 m acima do nvel da rua, em um tempo de 20 segundos. Admitindo-se g = 10 m/s, calcule a potncia com que ele realiza esse trabalho.

18. Uma bomba deve tirar gua de um poo razo de 7,5 l/s. Tendo o poo 10 m de profundidade e supondo que a acelerao da gravidade 10 m/s2 e a densidade da gua 1 kg/l, calcule a potncia terica da bomba. Adote (1 cv=750 W).

19. No esquema seguinte, F a fora motriz que age no carro e v, sua velocidade vetorial instantnea:

Sendo | F | = 1,0103 N e |v | = 5,0 m/s, calcule, em kW, a potncia de F no instante considerado.

20. Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebidapor minuto de um depsito no subsolo at o andar trreo. A esteira tem comprimento de 12 m, inclina-o de 30 com a horizontal e move-se com velocida-de constante. As caixas a serem transportadas j so colocadas com a mesma velocidade da esteira. Se cadacaixa pesa 200 N, o motor que aciona esse mecanismo deve fornecera potncia de quanto?

Tudo deveria se tornar o mais simples possvel, mas no simplificado. Albert Einstein