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1 Disciplina: Tópicos de Física Geral e Experimental Profº : Douglas Esteves Curso: Engenharia Disciplina: Tópicos de Física Geral e Experimental Professores: Douglas / Maurício Assunto: Conceito Hist Estática Civilizações antigas A curiosidade humana sobre os fatos ao seu redor, para além da necessidade biológica de autopreservação, busca de alimento e reprodução, remonta a tempos anteriores ao registro histórico. Possivelmente, está associada ao surgimento da linguagem simbólica e à necessidade psicológica de comunicar e conviver. Se procurarmos as mais antigas ligações dos registros históricos com aquilo que temos hoje como o campo de atuação da Física, encontraremos as observações sobre os eventos astronômicos em todas as civilizações anteriores aos gregos, do Egito à China, os agrupamentos humanos das mais variadas formas de organização social, reconheciam os padrões de repetição dos eventos celestiais desde a alternância entre o dia e a noite até os alinhamentos entre determinadas estrelas, conforme observadas a olho nu. Tem-se que uma das principais motivações da atenção despertada por estes eventos era a necessidade de tirar o melhor proveito possível dos recursos agrícolas: a energia do sol, o ciclo das água, os ventos, as estações e o que mais facilitasse a produção de alimentos. Há, até mesmo, registros históricos de previsão de eclipses não que eles compreendessem o fenômeno em si, mas sabiam quando voltariam a acontecer. Em paralelo com registro e estudo detalhado das efemérides astronômicas, a linguagem simbólica começava a dar os primeiros passos em direção à Matemática. Os Egípcios eram bons em aritmética, que era necessária para estágio avançado de técnicas administrativas de um grande império, como por exemplo, na demarcação de terras agrícolas e propriedades particulares e no controle financeiro. Os babilônios, por sua vez, já avançavam em álgebra, tendo desenvolvido técnicas para solucionar equações quadráticas, cúbicas e biquadradas, e criaram uma notação fracionária sexagesimal (de onde se originam nossas divisões da circunferência em 360 graus e da hora em 60 minutos). Ao lado destas necessidades práticas, havia também uma associação muito forte dos objetos e eventos celestes com as divindades, e a posição dos astros era utilizada também como base para a Astrologia os soberanos faziam questão de ter, em suas cortes, estudiosos que pudessem lhes dizer os momentos mais favoráveis para declarar uma guerra ou celebrar um pacto. Um pouco mais para o Oriente, a Índia também dominava estes dois conhecimentos Matemática e Astronomia e tinha dois elementos que hoje nos são tão usuais que é difícil imaginar como os egípcios e babilônios (entre outros) se viravam sem eles: inventaram o zero e, com ele, uma notação posicional que lhes permitia fazer somas e tábuas de multiplicação de maneira

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Disciplina: Tópicos de Física Geral e Experimental

Profº : Douglas Esteves

Curso: Engenharia

Disciplina: Tópicos de Física Geral e Experimental

Professores: Douglas / Maurício

Assunto: Conceito Hist Estática

Civilizações antigas

A curiosidade humana sobre os fatos ao seu redor, para além da necessidade biológica de autopreservação, busca de alimento e reprodução, remonta a tempos anteriores ao registro histórico.

Possivelmente, está associada ao surgimento da linguagem simbólica e à necessidade psicológica de comunicar e conviver.

Se procurarmos as mais antigas ligações dos registros históricos com aquilo que temos hoje como o campo de atuação da Física, encontraremos as observações sobre os eventos astronômicos – em todas as civilizações anteriores aos gregos, do Egito à China, os agrupamentos humanos das mais variadas formas de organização social, reconheciam os padrões de repetição dos eventos celestiais – desde a alternância entre o dia e a noite até os alinhamentos entre determinadas estrelas, conforme observadas a olho nu. Tem-se que uma das principais motivações da atenção despertada por estes eventos era a necessidade de tirar o melhor proveito possível dos recursos agrícolas: a energia do sol, o ciclo das água, os ventos, as estações e o que mais facilitasse a produção de alimentos. Há, até mesmo, registros históricos de previsão de eclipses – não que eles compreendessem o fenômeno em si, mas sabiam quando voltariam a acontecer.

Em paralelo com registro e estudo detalhado das efemérides astronômicas, a linguagem simbólica começava a dar os primeiros passos em direção à Matemática. Os Egípcios eram bons em aritmética, que era necessária para estágio avançado de técnicas administrativas de um grande império, como por exemplo, na demarcação de terras agrícolas e propriedades particulares e no controle financeiro. Os babilônios, por sua vez, já avançavam em álgebra, tendo desenvolvido técnicas para solucionar equações quadráticas, cúbicas e biquadradas, e criaram uma notação fracionária sexagesimal (de onde se originam nossas divisões da circunferência em 360 graus e da hora em 60 minutos).

Ao lado destas necessidades práticas, havia também uma associação muito forte dos objetos e eventos celestes com as divindades, e a posição dos astros era utilizada também como base para a Astrologia – os soberanos faziam questão de ter, em suas cortes, estudiosos que pudessem lhes dizer os momentos mais favoráveis para declarar uma guerra ou celebrar um pacto. Um pouco mais para o Oriente, a Índia também dominava estes dois conhecimentos – Matemática e Astronomia – e tinha dois elementos que hoje nos são tão usuais que é difícil imaginar como os egípcios e babilônios (entre outros) se viravam sem eles: inventaram o zero e, com ele, uma notação posicional que lhes permitia fazer somas e tábuas de multiplicação de maneira

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semelhante à que fazemos hoje. A civilização árabe absorveu estas técnicas e as trouxe ao Oriente, mas apenas alguns milênios mais tarde, com o declínio do Império Romano (que usava os esdrúxulos algarismos romanos, tão inadequados às operações matemáticas).

Quanto à Astronomia, o registro histórico é de que todos estes povos acreditavam – alguns sem dar muita importância ao fato – que os astros giravam em torno da Terra.

Cabe aqui observar que ainda não havia uma noção cultural de ciência. Parte de todo esse conhecimento era, como consideramos válido em ciência atualmente, derivado de observações sobre a natureza e de raciocício sobre eles – mas ainda eram muito fortes o caráter místico e divinatório de muitos "conhecimentos" e a manipulação política deles em função da preservação do poder instituído.

Os argumentos baseados em revelação e em autoridade eram tidos como absolutamente válidos, tanto quanto a observação dos fatos e a lógica coerente, se não mais do que eles.

A civilização grega Tida muitas vezes como milagrosa, pelo desenvolvimento que

apresentou, a civilização grega herdou um vasto tesouro de informações astronômicas e métodos matemáticos dos povos que vieram antes, fato que é, algumas vezes, desconsiderado. É bem verdade que desenvolveu um corpo de conhecimentos ainda mais vasto, mas é difícil imaginar que teria sido igual se já não existisse a aritmética, a álgebra e os registros dos eventos celestiais. Ainda que muito misturada a teorias e explicações baseadas em revelações, autoridade e tradição, a necessidade de dar coerência lógica às afirmações e o interesse por questões menos imediatadas começavam a dar o tom daquilo que hoje chamamos de Ciência.

Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.)

Filósofo da Grécia antiga, destacou-se por procurar construir seus conceitos a partir de constatações das realidades do mundo observável, tendo deixado também contribuições propriamente científicas. Os antigos gregos, a partir de Aristóteles, acreditavam que todas as coisas eram compostas a partir de quatro elementos: a Terra, o Fogo, a Água e o Ar. E haveria um quinto elemento, do qual seriam compostas as estrelas.

Aristarco (310 a.C.-250 a.C.)

O astrônomo grego Aristarco foi o primeira a propor que a Terra gira em torno do Sol e em volta de si mesma. Seu modelo heliocêntrico do Universo tinha o Sol estacionário no centro, cercado por planetas que se moviam em órbitas circulares contra um fundo de estrelas fixas e distantes.

O único trabalho conhecido de Aristarco é "Sobre o Tamanho e as Distâncias do Sol e da Lua", um registro de suas tentativas de medir esses tamanhos e distâncias, evidentemente sem nenhuma precisão. Seus cálculos se baseavam na Geometria e nas sombras produzidas num eclipse. Aristarco percebeu que o Sol era muito maior do que a Terra, e a partir daí deduziu que

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o Sol estava no centro do Universo. A maioria dos gregos não aceitou as idéias de Aristarco, que foram ignoradas.

Por incrível que pareça, o "Almagesto" de Ptolomeu dominaria o estudo da astronomia dos próximos 1.500 anos, com sua visão geocetrista.

Eratóstenes de Cirenia (276 a.C.-195 a.C.)

A pessoa que destruiu definitivamente a idéia da terra plana, ainda em voga, foi o matemático grego Eratóstenes, que mediu com precisão o tamanho da Terra. Ele constatou que ao meio-dia do dia do solstício de verão o Sol ficava a prumo sobre um poço profundo situado em Siena, no Egito. Eratóstenes mediu o ângulo com o qual o Sol passava no mesmo dia sobre Alexandria e chegou ao resultado de 7,2 graus, cerca da qüinquagésima parte do arco do círculo. Como sabia que a distância entre Siena e Alexandria era de 790 km, Eratóstenes multiplicou 50 por 790 e chegou ao número de 39.770 km para a circunferência da Terra, bem próximo do real (cerca de 40.000 km).

Considerando-se a precisão dos instrumentos disponíveis há 2.200 anos, este resultado pode ser considerado surpreendente.

Hiparco (?-127 a.C.)

A grande descoberta do astrônomo grego Hiparco foi a trajetória do Sol no céu. Observando a estrela Spica, na constelação da Virgem, ele descobriu a precessão dos equinócios (um deslocamento aparente das estrelas ao longo de um período de 25.800 anos, causado pelo movimento da Terra sobre o seu eixo).>/p>

Hiparco calculou o ano solar em 365 dias e 6 horas, com uma impressionante diferença de apenas sete minutos em relação ao tempo real (365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46 segundos) e o período lunar em 29 dias, 12 horas, 44 minutos e 2,5 segundos (na realidade, 29 dias, 12 horas e 18 minutos). Isso tornou possível prever os eclipses da Lua com margem inferior a uma hora.

Também calculou as distâncias entre a Terra e o Sol e a Terra e a Lua. Foi o autor do primeiro catálogo de estrelas (com um total de 850 itens), concluído em 129 a.C., que ainda era usado 1.800 anos mais tarde. Neste catálogo as estrelas são classificadas por um sistema que é a base da atual escala de magnitude aparente.

Ptolomeu (90–168 d.C.)

Claudius Ptolemaeus foi um filósofo e matemático grego que contaminou a astronomia durante um milênio e meio após a sua morte. O termo "universo ptolomaico" descreve sua visão do Universo, com a Terra no centro, amplamente aceita até o século XVII e imposta pela famigerada Inquisição da Igreja Católica.

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Ptolomeu expandiu o trabalho de astrônomos da antigüidade como Hiparco com uma coleção de 13 livros, dos quais o mais importante é o "Almagesto".

Democrito ( 460 – 370 AC )

É o filósofo grego de Abderas cujas idéias foram muito importantes no desenvolvimento da teoria atômica da matéria.

Demócrito, discípulo de Leucipo, de quem adotou as idéias básicas e as desenvolveu, considerava o universo constituido de partículas indivisíveis, os atoma, em número infinito, invisíveis , eternos e em movimento através do kenon, ou vácuo, de extensão infinita.

Os átomos, na concepção de Demócrito, podiam ser diferentes uns dos outros, pela forma, posição, arranjo e pêso.

Átomos lisos, como o da água, rolavam uns sôbre os outros e conferiam fluidês ao corpo que constituiam.

Átomos de superfície rugosa, irregular, com reentrâncias, aderiam uns aos outros e formavam os corpos sólidos.

Como os átomos são eternos e todas as coisas constituidas por aglomerados de átomos, nascimento e morte são conceitos relativos.

Há "nascimento" quando há reunião de átomos em aglomerados e há "morte" quando eles se dispersam.

Considerava que o movimento dos átomos no universo não tem causa predefinida alguma e que não há princípio ou inteligência que os guie na sua trajetória.

O movimento destas partículas se dava em todas as direções e ao se chocarem produziam um redemoinho ( dine) que segregava átomos iguais reunindo-os em aglomerados.

Estes formavam os corpos celestes e os objetos.

Acreditava também que havia uma quantidade inumerável de mundos de tamanhos diferentes, muitos deles sem sol e sem lua e muitos deles maiores que o nosso mundo.

As distâncias entre os mundos eram diferentes umas das outras e a ocorrência deles maior em algumas regiões e menor em outras.

Também podiam se destruir chocando-se uns com os outros.

Haveria muitos mundos sem criaturas viventes ou vegetação ou água.

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Pitágoras

Um século antes deles, viveu na Península Itálica, que ainda era parte

do império grego, Pitágoras, importante filósofo e matemático. Sua crença mais profunda era a de que o Universo seria regido por uma rígida mas harmoniosa e bela ordem matemática, e sua obra é repleta de relações matemáticas relevantes até hoje, algumas de sua autoria, outras de seus discípulos.

Sua contribuição mais conhecida para a Física foi o estudo das vibrações de cordas produzindo sons. Não tanto pelas relações matemáticas que conseguiu estabelecer, mas principalmente pelo método de criar experimentos com variáveis controladas e observar os resultados. Os instrumentos de cordas já eram conhecidos, e sabia-se que a altura (nota) emitida pela vibração de uma corda tensa depende de alguns fatores: o comprimento da corda, a tensão a que está sujeita, o material de que é feita (sua densidade) e sua espessura. Utilizando uma única e mesma corda todo o tempo, ele manteve fixos os dois últimos fatores; imobilizando um extremo da corda e pendurando no outro um peso constante, fixou também a tensão; com isto, ele podia variar isoladamente o comprimento da corda e observar os resultados.

1ª Para uma determinada corda com determinada tensão, o período de vibração da corda varia consoante o seu comprimento; ou seja, como a frequência é o inverso do período, significa então que a frequência varia com o inverso do comprimento.

2ª Quando o comprimento de uma corda é dado, o período varia como o inverso da raiz quadrada da tensão; isto é, em particular, quanto mais se estica a corda, mais os sons se tornam agudos.

3ª Quando são dados o comprimento e a tensão duma corda, o período varia como a raiz quadrada da densidade linear do material de que é feita a corda; o que explica que as cordas mais grossas do violino produzam sons mais graves que as cordas mais finas.

Estas leis constituem as leis fundamentais da música das cordas.

A harmonia dos acordes compostos por estes pares de sons se deve ao fato de que numa corda vibrante (e também na coluna de ar vibrante no interior de uma flauta), a vibração correspondente ao extremos fixos e todo o resto da corda vibrando não é a única coisa que acontece.

A vibração da corda não é uma semi-senoide, como poderia se supor a partir dos desenhos acima. Ela tem uma forma aparentemente caótica que pode ser decomposta numa série harmônica. Quando a corda real vibra, ela tem "modos" de vibração.

Seu movimento real é equivalente à superposição destes modos, e estes modos são justamente formas de onda que têm pontos fixos em intervalos da corda correspondentes a sucessivas divisões da corda em partes iguais.

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1º Harmonico 2º Harmônico 3º Harmônico 4º Harmônico 5º Harmônico 6º Harmônico 7º Harmônico

matematicamente as frequências dos modos de vibração de uma corda com os

fatores construtivos da corda:

onde L é o comprimento da corda, n é o número do harmônico, F é a

intensidade da força de tração sobre ela e é sua densidade linear (razão entre massa e comprimento, engloba os fatores espessura e matéria-prima).

Exemplo:

Calcule a frequência dos primeiros harmônicos de uma corda de meio metro, cuja

densidade linear seja de 5,29 gramas por metro, sob tensão de 144 newtons.

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A lei da alavanca de Arquimedes:

Através dessa lei, pode-se constatar que, com uma força de pequena

intensidade aplicada a uma alavanca, é possível equilibrar uma força muito mais intensa.

A Lei da Alavanca, Arquimedes a demonstra matematicamente em uma circunstância puramente estática.

Porém para que haja um correto entendimento sobre está lei não podemos esquecer de considerar o peso da alavanca bem como o seu centro de massa. Veja as situações abaixo:

Situação 1: Considere uma barra rígida, isto é, uma alavanca, apoiada no ponto O

[ver Fig. 1] tendo um corpo de peso F2 suspenso em uma de suas extremidades.

Arquimedes descobriu que uma pessoa consegue equilibrar este peso se exercer, na outra extremidade da alavanca, uma força F1 tal que F1. d1= F2. d2 (1)onde d1 e d2 são as distâncias mostradas na Fig. 1.

A figura ilustra uma

situação que na realidade não é

possível uma vez que o ponto de

apoio não coincide com o centro

de massa da alavanca.

O que acontece na Fig. 1 é que, uma vez que o centro de gravidade da barra está entre o ponto de apoio (O) e o ponto de aplicação da força F1, seguindo a definição da Lei da Alavanca representada na figura, ao aplicarmos a força F1, ainda somos ajudados pelo peso da barra, que causa um acréscimo no torque resultante (ou momento da força) no sentido anti-horário devido ao próprio peso da alavanca. Portanto, para o efeito esperado, a força F1 deverá será ligeiramente menor que o seu valor dado na expressão (1) da Lei da Alavanca. Situação 2:

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Considere uma barra rígida, isto é, uma alavanca, apoiada no ponto O [ver Fig. 1] tendo um corpo de peso F2 suspenso em uma de suas extremidades. Arquimedes descobriu que uma pessoa consegue equilibrar este peso se exercer, na outra extremidade da alavanca, uma força F1 tal que F1. d1= F2. d2 (1)onde d1 e d2 são as distâncias mostradas na Fig. 1.

Correção da Lei da

Alavanca de Arquimedes o

ponto de apoioda alavanca

coincide com o seu centro

geométrico.

Podemos observar pela figura acima que o ponto de apoio coincide com o centro de massa da alavanca , está situação mostra que a força aplicada pela pessoa deve ser maior que na situação anterior, uma vez que a distância entre o ponto de aplicação da força e o ponto de apoio diminuiu. Assim podemos concluir que: 1. Pesos iguais a distâncias iguais estão em equilíbrio, e pesos iguais a distâncias desiguais não estão em equilíbrio, mas pendendo para o lado do peso que está a maior distância. 2. Pesos desiguais a distâncias iguais não se equilibram e irão inclinar para o lado do peso maior.

3. Pesos desiguais irão se equilibrar a distâncias desiguais com o peso maior estando à menor distância. elas se equilibram a distâncias reciprocamente

(inversamente) proporcionais às magnitudes.

5.

1

2

2

1

M

M

D

D

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Equilíbrio de uma alavanca

Vamos representar as forças que agem em uma alavanca. FR é a força resistente, FP é a força potente e FN é a força que o apoio exerce na alavanca. A distância bp entre o ponto de apoio A e a força potente FP chama-se braço da força potente, e a distância bR entre o ponto de apoio A e a força resistente FR é o braço da força resistente.

Duas condições devem ser impostas para o equilíbrio da alavanca: equilíbrio de rotação e equilíbrio de translação.

Equilíbrio de rotação

O torque (ou momento) das forças que tendem a girar a alavanca no

sentido horário, em torno do ponto de apoio A, deve anular o das forças que tendem a girar a alavanca no sentido anti-horário.

Em módulo, temos:

rp bFrbFp ..

Equilíbrio de translação

A resultante das forças que agem na alavanca deve ser nula. Em

módulo, temos: FN = FR + FP. Exemplos: 1) Calcule o valor de x para que o homem consiga equilibrar a barra com o urso do outro lado. Despreze o peso da barra.

Solução:

2) Calcule a força exercida pelo bíceps para segurar a bola de 5 kgf.

Solução:

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3) O corpo a baixo está em equilíbrio estático. Sabendo que a barra horizontal é leve de 50cm e a esfera pendurada dista, da extremidade livre, 10cm. Determine a intensidade de F (Dado: Pc = 80N)

Solução: F . 50 = 80 . 40 F = 3200/50 F = 64 N

Exercícios:

1) Tem-se uma corda de massa 400g e de comprimento 5m. Sabendo-se que está tracionada de 288N, determine:

a) A velocidade de propagação de um pulso nessas condições; b) A frequência da onda quando ela está no 4º harmônico.

2) Uma corda, de massa m = 240 g e de comprimento 1,2m, vibra com

frequência de 150 Hz no terceiro harmônico. Determine a velocidade de propagação da onda e a força tensora na mesma.

3) Uma corda de 4 metros vibra no 3º harmônico com uma frequência de

20 Hz. Determine a sua velocidade de propagação.

4) Um guitarrista vai afinar a corda em lá da sua guitarra. O comprimento da corda é 70cm , a sua densidade linear μ é 10-2 Kgm−1 e o som produzido, quando está afinada ,tem uma frequência de 110Hz e comprimento de onda igual a 1,4 m . Calcule a velocidade de propagação da onda na corda e a tensão a que esta fica sujeita quando está afinada.

5) Uma corda de massa desprezível está esticada horizontalmente entre

dois suportes separados por uma distância de 3,44m. quando um objeto pesando 3160 N é pendurado no centro da corda, ela cede 35,0 cm. Qual é a tensão na corda?

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6) Um grupo de estudante de física, cujos pesos estão indicados em newtons na fig

abaixo, está em equilíbrio em uma gangorra. Qual o número da pessoa que

produz o maior torque em relação a um eixo de rotação que passa pelo fulcro no

sentido.

a) Anti- horário?

b) Horário?

7) Na figura uma esfera uniforme de massa m= 0,85 kg e raio r = 4,2 cm é mantida

em repouso por uma corda de massa desprezível, preza a uma parede sem atrito

a uma distância L = 8,0 cm acima do centro da esfera. Determine:

a) A tensão da corda?

b) A força que a parede exerce sobre a esfera?

8)A distância entre os eixos dianteiros e traseiros de um automóvel é de 3,05 m . A

massa do automóvel é 1360 kg, e seu centro de gravidade está situado 1,78 m atrás do

eixo dianteiro. Com o automóvel em terreno plano, determine o módulo da força

exercida sobre pelo solo:

a) sobre cada roda dianteira ( supondo que as forças exercidas sobre as rodas

dianteiras são iguais);

b) sobre as rodas traseiras (supondo que as forças exercidas sobre as rodas

dianteiras são iguais).

9)Um andaime com 60 Kg de massa e 5,0 m de comprimento é mantido na horizontal

por um cabo vertical em cada extremidade. Um lavador de janelas com 80 kg de massa

está em pé sobre o andaime a 1,5 m de distância de uma das extremidades. Qual é a

tensão:

a) no cabo mais próximo;

b) no cabo mais distante do lavador.

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10) Uma régua de um metro está em equilíbrio horizontal sobre a lâmina de um faca, na

marca de 50,0 cm. Com duas moedas de 5,00g empilhadas na marca de 12,0 cm a régua

fica em equilíbrio na marca 45,5 cm. Qual a massa da régua?

11) O sistema da figura abaixo está em equilíbrio, com a corda do centro exatamente na

horizontal. O bloco A pesa 40 N , o bloco B pesa 50 N e o ângulo Φé de 35º.

Determine:

a) a tensão T1;

b) a tensão T2;

c) a tensão T3;

d) o ângulo ө.

12) Na figura abaixo duas caixas de massas iguais a 25kg e 80 kg estão em uma

gangorra. Calcule a distância d do centro da gangorra em a caixa mais pesada deve ficar

para equilibrar com a caixa mais leve que se encontra em uma das extremidades da

gangorra. A gangorra tem 4 metros de comprimento.

25kg 80kg

X

| 2m

13) Duas pessoas carregam uma tábua de 6 metros de comprimento e massa 6 kg

apoiadas nas suas cabeças como mostrado na figura. Calcule a força feita por cada uma

delas.

4 m

1 m

3m 2m

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14) Uma barra homogênea de comprimento L = 1,0 m está em equilíbrio na posição

horizontal, sustentada por uma única corda fixa no ponto C, como mostra a figura. Em

suas extremidades A e B estão penduradas duas massas m1 = 100g e m2 = 150g.

Considerando a massa da barra 100 g e a aceleração da gravidade local g = 10 m/s2,

determine:

a) a tensão na corda fixa à barra no ponto C

b) a distância do ponto C até o ponto A. .

/ / / / / / / / / / / / / / / / / /

(1-x)

1m C

A ---------------------------------------------------B

M = 100g=0,1KG

m1 m2

100g+0,1 KG 150g= 0,15 KG

15) Dois corpos de massas 20 kg e 30 kg, encontram-se sobre uma gangorra de massa 4

kg, com apoio no ponto médio (G), conforme a figura. Sendo g = 10 m/s2, a distância d,

em metros, para que a gangorra fique em equilíbrio, deve ser:

20 kg ___d___ 30 kg

D 1 m

16)Qual a força que atua nos pilares que sustentam uma viga de movimentação de carga

de 20 metros de comprimento, como mostra a figura? Suponha que a viga tenha massa

de 1 tonelada e que a carga tenha massa de 500 kg e esteja a 5 metros de uma das

extremidades

20 m

P Viga

5 m

500 kg

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17) Um lavador de janelas de 75 kg usa uma escada com 10 kg de massa e 5,0 m de

comprimento. Ele apóia uma extremidade no chão a 2,5 m de uma parede, encosta a

extremidade oposta em uma janela rachada e começa a subir. Quando percorreu uma

distância de 3,0 m ao longo da escada a janela quebra. Despreze o atrito entre a escada e

a janela e suponha que a base da escada não escorregue. Quando a janela está na

eminência de quebrar qual é:

a) o módulo da força que a escada exerce sobre a janela;

b) o Módulo da força que o chão exerce sobre a escada.

18)Um homem está tentando tirar o carro de um atoleiro no acostamento de uma

estrada. Ele amarra uma das extremidades de uma corda no pára – choque dianteiro e a

outra extremidade em um poste, a 18 m de distância. Em seguida empurra a corda

lateralmente , no ponto médio, com uma força de 550 N, deslocando o centro da corda

de 0,30 m em relação a posição anterior, e o carro praticamente não se move. Qual é a

força exercida pela corda sobre o carro? ( a corda sofre um pequeno alongamento).

19) As forças F1 , F2 , F3 , agem sobre a estrutura cuja a vista superior aparece na figura

abaixo. Deseja-se colocar a estrutura em equilíbrio aplicando uma quarta força em um

ponto como P. A quarta foca tem componentes vetoriais Fh e Fv . Sabe-se que a = 2,0m .

b = 3,0m , c = 1,0m , F1 = 20N , F2 = 10N , F3 = 5,0N . Determine: a) Fh ; b) Fv ; c) d .

20) Uma extremidade de uma viga uniforme de 222N de peso está presa por uma

dobradiça a uma parede; a outra extremidade é sustentada por um fio que faz ângulos de

30,0º com a viga e com a parede. Determine:

a) a tensão no fio;

b) o valor da componente horizontal que a dobradiça exerce sobre a viga;

c) a componente vertical da força que a dobradiça exerce sobre a viga.

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21) O sistema na figura abaixo está em equilíbrio. Um bloco de concreto com uma

massa de 225 kg está pendurado na extremidade de uma longarina

com uma massa de 45,0 kg. Para os Ângulos Φ = 30º e θ = 45º ,

determine:

a) a tensão T do cabo;

b) A componente horizontal da força que a dobradiça exerce

sobre a longarina;

c) A componente vertical da força que a dobradiça exerce sobre

a longarina.

22) A figura representa uma barra homogênea de peso igual a 200N, articulada em P e

mantida em equilíbrio por meio do fio ideal AB. O corpo pendurado na extremidade A

da barra tem peso de 100N. Determine a intensidade da força de tensão no fio AB.