2 Lista de exerccios Mecnica Aplicada

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

Aluno (a): RA:

Curso: semestre:

Questes

Princpio do Trabalho e Energia

1. Explique:a) O princpio do trabalho e energiab) Foras conservativasc) Energia potencial gravitacionald) Energia potencial elsticae) Energia mecnicaf) Conservao da energia mecnica

2. A eficincia de determinada maquina de 80%. Sa-bendo que ela recebe uma potencia de 10 KW, calcule.a) a potncia til oferecida.b) a potncia dissipada

3. Uma caixa de 760 kg puxada ao longo do solo com uma velocidade constante por uma distncia de 7,5 m, utilizando um cabo que forma um ngulo de 30 com a horizontal. Determine a trao no cabo e o trabalho realizado por esta fora. O coeficiente de atrito cinti-co entre o solo e a caixa k=0,56.

4. O tampo liso tem massa 10 kg e empurrado con-tra uma srie de molas prato Belleville de maneira que a compresso da moda x=0,025 m. Se afora da mola sobre o tampo F=(2,5x1/3) N, onde x dada em me-tros, determine a velocidade do tampo aps ele se afastar da mola. Despreze o atrito.

5. Quando um projtil de 7 kg disparado de um cano de canho que tem um comprimento de 2 m, a fora explosiva sobre o projtil, enquanto ele esta no cano, varia da maneira mostrada. Determine a velocidade aproximada do projtil na boca do canho no instan-te que ele deixa o cano. Despreze os efeitos do atrito dentro do cano e suponha que ele seja horizontal.

6. O bloco de 2,5 kg desliza ao longo de um plano liso e bate em uma mola no linear com uma velocidade de v=6m/s. A mola denominada no linear porque ela tem uma resistncia de Fs=kx2 onde k=900 N/m2. Determine a velocidade do bloco aps ele ter compri-mido a mola de x = 0,2 m.

Nota

7. Quando o motorista aciona os freios de uma ca-mioneta se deslocando a 10 km/h, ela derrapa 3 m an-tes de parar. Qual a distncia que a camioneta vai derrapar se ela estiver se deslocando a 80 km/h quan-do os freios forem acionados?

8. A mola na arma de brinquedo tem um comprimen-to no deformado de 100 mm. Ela est comprimida e travada na posio mostrada. Quando o gatilho puxado, a mola se distende 12,5 mm, e a bala de 20 g se desloca ao longo do cano. Determine a velocidade da bala quando ela deixa a arma. Despreze o atrito.

9. As molas AB e CD tem rigidez k=300 N/m e k=200 N/m, respectivamente, e as duas molas tm um com-primento no deformado de 600 mm. Se o anel liso de 2 kg parte do repouso quando as molas no esto deformadas, determine a velocidade do anel quando ele tiver se deslocado 200 mm.

10. A fora F, atuando em uma direo constante so-bre o bloco de 20 kg, tem uma intensidade que varia com a posio s do bloco. Determine a velocidade do bloco aps ele deslizar 3 m. Quando s=0, o bloco est se deslocando para a direita a 2 m/s. O coeficiente de atrito cintico entre o bloco e as superfcie de k=0,3.

Energia cintica

11. Apesar das tragdias ocorridas com os nibus es-paciais norte-americanos Challenger e Columbia, que puseram fim vida de 14 astronautas, esses veculos reutilizveis tm sido fundamentais na explorao do cosmo. Admita que um nibus espacial com massa igual a100 t esteja em procedimento de re-entrada na atmosfera, apresentando velocidade de intensidade 10800 km/h em relao superfcie terrestre. Qual a energia cintica desse veculo?

12. A equao da velocidade de um mvel de 20 qui-logramas dada por v = 3,0 + 0,20t (SI). Podemos afirmar que a energia cintica desse mvel, no instan-te t = 10 s, vale quanto?

Energia potencial

13. Se o nosso amigo da figura a seguir conseguisse levantar o haltere de massa igual a 75 kg, a uma al-tura de 2,0 m, em um local onde g = 10 m s-2 qual a energia potencial que ele estaria transferindo para o haltere?

14. No esquema da figura, a esfera de massa 1,0 kg homognea e flutua na gua com 50% do seu volume submerso:

Sabendo que, no local, a acelerao da gravidade vale 9,8 m/s2, calcule a energia potencial de gravidade da esfera:a) em relao superfcie livre da gua;b) em relao ao fundo do recipiente.

15. Tracionada com 800 N, certa mola helicoidal sofre distenso elstica de 10 cm. Qual a energia potencial armazenada na mola quando deformada de 4,0 cm?

16. Um bloco de peso P dependurado na extremidade livre de uma mola vertical de constante elstica K. Admitindo o sistema em equilbrio, calcule:a) a distenso da mola;b) a energia potencial elstica armazenada na mola.

Conservao da energia mecnica

17. O bloco da figura oscila preso a uma mola de massa desprezvel, executando movimento harmnico simples:

A massa do bloco de 1,0 kg, a constante elstica da mola vale 2,0 103 N/m e o trilho que suporta o sistema reto e horizontal. Se no instante da figura o bloco tem velocidade de 2,0 m/s e a mola est distendida de 10 cm, qual a energia mecnica (total) do conjuntobloco-mola em relao ao trilho?

18. Um garoto de massa m = 30 kg parte do repouso do ponto A do escorregador perfilado na figura e desce, sem sofrer a ao de atritos ou da resistncia do ar, em direo ao ponto C:

Sabendo que H = 20 m e que |g| = 10 m/s2, calcule:a) a energia cintica do garoto ao passar pelo ponto B;b) a intensidade de sua velocidade ao atingir o ponto C.

19. Numa montanha-russa, um carrinho com 300 kg de massa abandonado do repouso de um ponto A, que est a 5,0 m de altura. Supondo que os atritos se-jam desprezveis e que g = 10 m/s2, calcule:

a) o valor da velocidade do carrinho no ponto B;b) a energia cintica do carrinho no ponto C, que est a 4,0 m de altura.

20. No arranjo experimental da figura, desprezam-se o atrito e o efeito do ar:

O bloco (massa de 4,0 kg), inicialmente em repouso, comprime a mola ideal (constante elstica de 3,6103 N/m) de 20 cm, estando apenas encostado nela. Lar-gando-se a mola, esta distende-se impulsionando o bloco, que atinge a altura mxima h. Adotando |g| = 10 m/s2, determine:a) o mdulo da velocidade do bloco imediatamente aps desligar-se da mola;b) o valor da altura h.

O nico lugar em que o sucesso vem antes do traba-lho somente no dicionrio. Albert Einstein