Leis de Newton e suas aplicações – (Física, volume 1, Tipler, 5ed) 1/2

LES – FÍSICA APLICADA (2012/13)

TP 2: Leis de Newton e aplicações

1. Um candeeiro de iluminação pública com uma massa de m = 42.6 kg está suspenso por cabos, de acordo com a figura ao lado. Sabendo que o candeeiro está em equilíbrio, determine o valor da tensão no cabo vertical.

2. O sistema representado na figura está em equilíbrio. Determine o valor da massa m. 3) Um bloco de 20 kg, fixo a uma roldana, desliza sem atrito sobre uma superfície horizontal. Este bloco está ligado por um fio de massa desprezável a um segundo bloco, com massa de 5 kg, que está suspenso na vertical, de acordo com a montagem representada na figura.

a) Determine a distância horizontal percorrida pelo bloco de 20 kg quando o bloco 5 kg desce 10 cm.

b) Determine a aceleração de cada bloco e a tensão no cabo que liga os dois blocos. 4) Um automóvel sobe uma rampa com uma inclinação de 15º a uma velocidade de 30 m/s. O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a rampa é μ = 0.7. Suponha que na travagem, as rodas não bloqueiam e a força aplicada pelo travão tem um valor constante.

a) Qual a distância mínima percorrida pelo carro até à imobilização? b) Se o carro estivesse a descer a rampa, qual seria a resposta à alínea anterior?

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5) No sistema representado na figura, a massa m2 = 10 kg desliza sem atrito ao longo de uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre as massas m1 = 5 kg e m2 são, respectivamente, μe = 0.6 e μc = 0.4.

a) Qual a aceleração máxima de m1? b) Qual o valor máximo de m3 se m1 se mover com

m2 (sem deslizar)? c) Supondo m3 = 30 kg, determine a aceleração de

cada corpo e a força de tensão na corda. 6) Um avião descreve uma trajectória circular horizontal a uma velocidade de 480 km/h. De forma a conseguir descrever essa curva, as asas do avião inclinam-se 40º relativamente à horizontal. Admitindo que a força de sustentação do ar actua perpendicularmente às asas do avião, determine o raio da sua trajectória. 7) Num carrossel vertical, as pessoas ficam sentadas num compartimento que gira numa trajectória circular com 5 m de raio, com a cabeça sempre virada para o eixo de rotação. Supondo que o carrossel completa uma volta a cada 2 s, determine a aceleração de cada pessoa.