EXERCÍCIOS DE FÍSICA 2º SEMESTRE

1) Um pacote de massa 5,0 Kg desliza para baixo de uma rampa inclinada de 12,0 o abaixo da horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a rampa é µc = 0,310. Calcule o trabalho realizado sobre o pacote (a) pela força de atrito; (b) pela força gravitacional; (c) pela força de reação normal da superfície de contato; (d) pela força resultante; (e) Se o pacote possui uma velocidade de 2,2 m/s no topo da rampa, qual é sua velocidade depois de descer 1,50 m ao longo da rampa?

2) Uma bola de beisebol deixa a mão de um jogador com velocidade de 32,0 m/s. A bola de beisebol pesa cerca de 0,145 Kg Despreze a resistência do ar. Qual é o trabalho realizado pelo jogador sobre a bola ao atirá-la. R: 74,24 J

3) Um pequeno objeto de massa 250 g é lançado verticalmente para cima com velocidade de 20 m/s. (a) Qual o trabalho realizado pela gravidade quando o objeto atinge uma altura de 20 m acima da mão do lançador?

4) (a) Use o teorema do trabalho – energia para calcular a velocidade da bola quando ela atinge uma altura de 20 m acima da mão do lançador. Despreze a resistência do ar. (b) Sua resposta do item anterior depende do sentido da velocidade da bola ser para cima ou para baixo quando ela está na altura de 20 m? Explique.

5) É necessário realizar um trabalho de 12,0 J para esticar 3,00 cm de uma mola a partir do seu comprimento sem deformação. Calcule o trabalho necessário para esticar 4,00 cm essa mola a partir do seu comprimento sem deformação.

6) Uma menina aplica uma força F paralela ao eixo Ox sobre um trenó de 10,0 Kg que está se deslocando sobre a superfície congelada de um pequeno lago. À medida que ela controla a velocidade do trenó, a componente x da força que ela aplica varia com a posição x de acordo com o gráfico abaixo. Calcule o trabalho realizado pela força F quando o trenó se desloca de (a) x = 0 m a x = 8 m; (b) de x = 8 m a x = 12 m; (c) de x = 0 m a x = 12 m.

a) ½ (8 m)(10 N) = 40 J. ½ (4 m)(10 N) = +20 J. ½ (12 m)(10 N) = 60 J.

7) Um bloco de gelo de 4,00 Kg é colocado contra uma mola horizontal cuja constante da força e k = 200 N/m, sendo comprimida de 0,025 m. A mola é liberada e acelera o bloco em uma superfície horizontal. Despreze o atrito e a massa da mola. (a) Calcule o trabalho realizado pela mola sobre o bloco quando ele se desloca de sua posição inicial até o local em que a mola retorna á sua posição de equilíbrio, sem deformação. (b) Qual é a velocidade do bloco no instante em que ele abandona a

mola?

8) Considere uma mola que não obedece à lei de Hooke. Uma das extremidades da mola é mantida fixa e a outra pode mover – se livremente em torno da posição de equilíbrio, x = 0. A intensidade da força é dada pela seguinte expressão F = (100 N/m) x – (700 N/m2) x2 + (12 000 N/m3) x3. Qual o trabalho necessário para (a) esticar a mola de 0,050 m a partir de sua posição de equilíbrio? (b) comprimir a mola de 0,050 m a partir de sua posição de equilíbrio.

9) Um pequeno bloco com massa de 0,120 Kg está ligado a um fio que passa através de um buraco em uma superfície horizontal sem atrito. O bloco inicialmente gira a uma distância de 0,40 m com velocidade de 0,70 m/s. A seguir o fio é puxado por baixo, fazendo o raio do círculo se encurtar para 0,10 m. nessa nova distância verifica – se que a velocidade do bloco passou para 2,80 m/s. (a) Qual era a tensão no fio quando o bloco possuía velocidade de 0,70 m/s? (b) Qual a tensão no fio quando o bloco atingiu a velocidade de 2,80 m/s? (c) Qual foi o trabalho realizado pela pessoa que puxou o fio?

10) Quando seu motor de 75 KW fornece sua potência máxima, um avião monomotor com massa de 700 Kg ganha altura com uma taxa de 2,5 m/s (150 m/min.) Qual é a fração da potência do motor que está sendo usada para fazer o avião subir?

11) Seu trabalho é colocar em um caminhão engradados de 30,0 Kg, elevando – os 0,90 m do chão até o caminhão. Quantos engradados você coloca no caminhão em um minuto supondo que a sua potência média seja de 100 W?

12) Um bloco de 5,0 Kg se move com v0 = 6,0 m/s sobre uma superfície horizontal sem atrito dirigindo – se contra uma mola de constante elástica k = 500 N/m que possui uma de suas extremidades presa a uma parede, conforme mostra a figura. (a) Calcule a distância máxima que a mola pode ser comprimida. (b) Se a distância máxima que a mola pudesse ser comprimida fosse de 0,150 m, qual seria o valor máximo de v0?

13) Considere o sistema indicado na figura. A corda e a polia possuem massas desprezíveis, e a

polia não possui atrito. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco de 8,0 Kg e o topo da mesa é µc

= 0,250. Os blocos são liberados a partir do repouso. Use métodos de energia para calcular a velocidade do bloco de 6,0 Kg no momento em que ele desceu 1,50 m.

14) Uma bola de beisebol lançada do telhado de um edifício de 22,0 m de altura com velocidade inicial de 12,0 m/s dirigida formando um ângulo de 53,10 acima da horizontal. (a) Qual é a velocidade da bola imediatamente antes de atingir o solo? Use o método da energia e despreza a resistência do ar. (b) qual seria a resposta da parte (a) se a velocidade inicial formasse um ângulo de 53,10 abaixo da horizontal?

15) Uma criança que pesa 400N está em um balanço que está preso por uma corda de 2,00 m. Encontre a energia potencial gravitacional do sistema criança-terra relativa á posição mais baixa da criança quando (a) as cordas estão horizontais, (b) as cordas fazem uma Ângulo de 30,0 ° com a vertical.

16) Uma força de 800 N estica certa mola até uma distância de 0,200 m. a) qual é a energia potencial da mola quando ela está esticada 0,200 m? b) Qual a energia potencial da mola quando ela está comprimida 5,00 m?

17) Um livro de 0,60 Kg desliza sobre uma mesa horizontal. A força de atrito cinético sobre o livro possui módulo igual a 1,20 N. (a) Qual o trabalho realizado pela força de atrito durante o deslocamento de 3,00 m da direita para a esquerda e (b) o livro se desloca agora 3,00 m da esquerda para a direita voltando ao ponto inicial. Durante o segundo deslocamento qual o trabalho realizado pela força de atrito? Qual o trabalho total realizado pela força de atrito durante o deslocamento total de ida e volta ao ponto inicial?

18) Dois objetos são conectados por uma corda leve que passa sobre uma polia sem atrito e de massa desprezível, como mostrado na figura 8.1. O objeto de massa 5,00 kg é solto do repouso. Usando o princípio de conservação de energia. Determine (a) a velocidade do objeto de 3.00 Kg quando o de 5,00 kg atinge o solo. (b) Encontre a altura máxima que o objeto de 3.00 Kg sobe.

19) Uma partícula de massa m "5,00 kg é lançado do ponto A e desliza numa pista sem atrito

mostrado na figura 8.3. Determine, (a) a velocidade da partícula no ponto B e (b) o trabalho realizado pela força gravitacional para mover a partícula do ponto A ao C.

20) O coeficiente de atrito entre o bloco de 3,00 kg e a superfície é 0,400. Inicialmente o sistema está em repouso. Qual é a velocidade da bola de 5,00 kg, quando ela desce 1,50 m?

21) Um bloco de 5,00 kg é colocado em movimento de um plano inclinado com velocidade inicial de 8,00 m/s. O bloco fica em repouso depois de viajar 3,00 m ao longo do plano, que está inclinado em um ângulo de 30,0 ° com a horizontal. Para este movimento, determine (a) a mudança da energia cinética do bloco, (b) a mudança na energia potencial do sistema bloco-terra, e (c) a força de atrito exercida sobre o bloco (assumido como sendo constante).

22) Uma força conservativa Fx = (2x + 4)N atua sobre uma partícula de 5,00 kg. onde x está em metros. A partícula se move ao longo do eixo x de x=1.00 m a x=5.00 m calcule (a) o trabalho realizado por essa força, (b) a mudança na energia potencial do sistema, e (c) a energia cinética da partícula em x=5.00 m, considerando que sua velocidade em x=1.00 m é 300 m/s .

23) A função da energia potencial para uma força bidimensional é U = (3x3y – 7x). Encontre a força que atua no ponto (x, y).

24) Um bloco de 2,00 Kg situado sobre um declive áspero está ligado em uma mola de massa desprezível e constante de 100 N/m. A polia é sem atrito. Quando o bloco é liberado ele move-se 20,0 centímetros para baixo do plano inclinado antes de ficar em repouso. Encontre o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e plano inclinado.

25) Um bloco de 700 g é solto a partir do repouso de uma altura h0 acima de uma mola vertical de constante elástica k=400 N/m e massa desprezível. O bloco se prende na mola e pára momentaneamente depois de comprimir a mola por 19,0 cm. Qual o trabalho realizado (a) pelo bloco sobre a mola e(b) pela mola sobre o bloco? Qual o valor de h0?

26) Um pequeno objeto de massa m é suspendo por um fio de comprimento L. O objeto é puxado para o lado por uma força p sempre horizontal, até que, até que finalmente o fio faça um ângulo φ m

com a vertical. O deslocamento é realizando lentamente de modo que podemos considerar que o sistema está em equilíbrio durante o processo. Encontre o trabalho realizado por todas as forças que atua no objeto.

27) Um carro de uma montanha russa com seus passageiros é elevado lentamente até a altura y=25m, de onde ele acelera para baixo. Despreze o atrito e calcule a velocidade do carro ao atingir a parte mais baixa do trilho.

28) A energia potencial entre dois átomos de hidrogênio separados por uma distância x muito grande é dada por U= -C6/x6, onde C6 é uma constante positiva. Qual é a força que um átomo exerce sobre o outro? Esta força é atrativa ou repulsiva?

29) Uma bola de gude move-se ao longo do eixo 0x. A energia potencial é indicada na figura abaixo. Para quais valores de x indicados no gráfico a força é igual a zero?

“Uma filosofia profunda conduz o ser humano a Deus; as superficiais, ao materialismo e ateísmo.” Francis Bacon