2ª Lista de Exercicios

2ª Lista de Exercícios (O professor resolve)

Prof. Esp. Gilson Bispo [email protected]

Questões

Unidade 13

1. (Unifor-CE) Um disco de hóquei, de massa 200 g, desliza sobre uma pista horizontal, inicialmente com velocidade de 10 m/s, e pára após percorrer 20 m. De-termine o módulo da força de atrito, suposta constan-te, em newtons.

2. (UFPI) Um caixote repousa no centro da carroceria de um caminhão estacionado numa estrada horizon-tal. Se o caminhão começa a se mover com uma ace-leração de 2,0 m/s2, o coeficiente de atrito, mínimo, capaz de impedir o deslizamento do caixote sobre a carroceria, será? Determine.

3. Para colocar um bloco de peso 100 N na iminência de movimento sobre uma mesa horizontal, é neces-sário aplicar sobre ele uma força, paralela à mesa, de intensidade 20 N. Qual o coeficiente de atrito estáticoentre o bloco e a mesa?

4. Na situação esquematizada na f igura, um homem de massa 70 kg está deitado sobre uma mesa horizon-tal para submeter-se a uma terapia por tração:

O fio e a polia são ideais e o coeficiente de atrito es-tático entre o corpo do homem e a mesa vale 0,40. Se o homem está na iminência de deslizar sobre a mesa, qual o valor da massa M?

5. O bloco, inicialmente em repouso, representado na figura abaixo, tem massa 1,0 kg e está apoiado sobre uma mesa horizontal. Os coeficientes de atrito ciné-tico e estático entre o bloco e a mesa são, respecti-

vamente, μe = 0,4 e μd = 0,35. Considerando g = 10 m/s², determine a aceleração do bloco quando ele é empurrado por uma força horizontal F de intensidade:

a)F = 2,0N b)F = 4,0N c)F = 6,0N 6. Um bloco de massa 5 kg realiza um movimento retilíneo e uniforme numa mesa horizontal, sob a ação de uma força horizontal de intensidade 10 N. Sendo g = 10 m/s2, determine o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa.

Unidade 14

7. Um pequeno bloco de massa 4,0 kg, preso à ex-tremidade de um fio, descreve, sobre uma mesa hori-zontal e perfeitamente lisa, um movimento circular de raio 0,50 m, com velocidade escalar constante de 3,0 m/s. Determine a intensidade da força de tração que o fio exerce no bloco.

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8. Um corpo de massa 10 kg percorre a trajetória ABC, mostrada em corte por um plano vertical. A ve-locidade do corpo é constante 10 m/s.

Determinar a normal trocada entre o corpo e a pista nos seguintes casos:a) ao passar pelo ponto A. b) ao passar pelo ponto B. c) ao passar pelo ponto C.

9. Uma esfera metálica de massa 0,1 kg, presa à ex-tremidade de um fio leve e inextensível de 1,0 m de comprimento, é abandonado de certa altura e passa pelo ponto mais baixo da trajetória com velocidade de 2,0 m/s, como mostra a figura.

Determine, no ponto mais baixo da trajetória. Consi-dere g = 10 m/s². A tensão no fio. 10. O globo da morte é uma atração circense. O mo-tociclista deve imprimir certa velocidade à moto para que ela não despenque ao fazer o percurso na parte superior do globo. Supondo que o globo tenha 4,9 m de raio e que g = 10 m/s², calcule o menor valor da velocidade da moto para que ela passe pela parte su-perior do globo sem cair.

11. Um piloto de Fórmula 1 (de automóveis), justa-mente com seu equipamento e mais o carro, totaliza-vam a massa de 800 kg. Numa das corridas do cam-peonato, ele entrou numa curva plana, horizontal, que é um arco de circunferência de raio R = 100 m, com determinada velocidade escalar.

Sabendo-se que o coeficiente entre os pneus e a pista vale 0,4 e admitindo-se para a aceleração da gravida-de um valor de 10 m/s², calcule a máxima velocidade que ele podia desenvolver para fazer a curva. 12. Numa pista inclinada de θ em relação à horizon-tal, um carro de massa 900 kg descreve uma curva horizontal de raio 40 com velocidade constante de 72 km/h. Sabendo-se que o veículo não tem nenhuma tendência de derrapar, qual o valor de θ?

13. Um motociclista de massa 70 kg e está em uma moto de 80 kg percorre uma trajetoria circular de raio 3,6 m, no interior de um globo da morte. Calcule:

a) qual deve ser o menor valor da velocidade no ponto mais alto para que ele consiga completar a volta.b) a força normal no ponto mais baixo sabendo que o motociclista vai passar com a mesma velocidade do ponto mais alto.

14. Calcule a velocidade de um satélite rasante saben-do que o raio da Terra é de 6,5.106 m.



Unidade 15.15. Um bloco parte da posição A e atinge a posição B, sob a ação de um sistema de forças, conforme mostra a figura:

Sendo F = 50 N, P = 70 N, FN = 40 N, fat = 10 N cosθ = 0,80 e d = 5,0 m. Determine:a) O trabalho que cada força realiza no deslocamento de 5,0 m.b) O trabalho da força resultante nesse deslocamento.

16. Um carro move-se em trajetória retilínea. O grá-fico da força que atua paralelamente à sua trajetória em função do deslocamento é apresentado a seguir. Calcule o trabalho dessa força de 0 a 200 m.

17. (OBF) Qual o trabalho realizado por uma pessoa de massa 60 kg para carregar seu próprio peso por uma escada como a indicada abaixo? Dado g = 10 m/s².

18. Uma particula de massa 0,10 kg é lançada obli-quamente, descrevendo a trajetoria indicada na figura.Sendo g = 10 m/s2, hA = 1,0 m e hB = 0,30 m, deter-mine o trabalho realizado pelo peso da particula nos deslocamentos de O para A e de A para B.

19. (Unicamp-SP) “Era uma vez um povo que morava numa montanha onde havia muitas quedas d’água. O trabalho era árduo e o grão era moído em pilões. […] Um dia, quando um jovem suava ao pilão, seus olhos bateram na queda d’água onde se banhava diariamen-te. […] Conhecia a força da água, mais poderosa que o braço de muitos homens. […] Uma faísca lhe ilumi-nou a mente: não seria possível domesticá-la, ligan-do-a ao pilão?”

(Rubem Alves, Filosofia da Ciência: Introdução ao Jogo e suas Regras. São Paulo, Brasiliense, 1987.)

Essa história ilustra a invenção do pilão d’água (mon-jolo). Podemos comparar o trabalho realizado por um monjolo de massa igual a 30 kg com aquele realizado por um pilão manual de massa igual a 5,0 kg. Nessa comparação desconsidere as perdas e considere g = 10 m/s². Um trabalhador ergue o pilão manual e dei-xa-o cair de uma altura de 60 cm. Qual o trabalho realizado em cada batida?

Unidade 16

20. Na figura, um operário ergue um balde cheio de concreto, de 40 kg de massa, com velocidade constan-te. A corda e a polia são 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 força do operário;b) a potência média útil na operação.

21. (UFAC 09) Um elevador tem uma placa de ad-vertência com a seguinte expressão: “Carga máxima: 400 kg”. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2. Suponha que esse elevador suba, com essa carga máxima, 10 m em 5 s. Calcule a mínima potên-cia útil dos motores desse elevador em kW.

22. Um guindaste ergue um fardo, de peso 1,0.103N, do chão até 8,0 m de altura, em 8,0 s. Calcule a po-tência média do motor do guindaste, nessa operação, em watts.

23. Uma bomba deve tirar água de um poço à razão de 7,5 l/s. Tendo o poço 20 m de profundidade e supondo que a aceleração da gravidade é 10 m/s2 e a densidade da água 1 kg/l, calcule a potência teórica da bomba. Adote (1 cv=750 W).

24. No esquema seguinte, F é a força motriz que age no carro e v, sua velocidade vetorial instantânea:

Sendo | F | = 1,0·103 N e |v | = 7,0 m/s, calcule, em kW, a potência de F no instante considerado.

25. Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebida por minuto de um depósito no subsolo até o andar tér-reo. A esteira tem comprimento de 12 m, inclinação de 30° com a horizontal e move-se com velocidade constante. As caixas a serem transportadas já são co-locadas com a mesma velocidade da esteira. Se cadacaixa pesa 250 N, o motor que aciona esse mecanis-mo deve fornecera potência de quanto?

“O único lugar em que o sucesso vem antes do traba-lho é somente no dicionário.”

Albert Einstein

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