LISTA DE EXERCÍCIOS DE FiSICA 1-mecanica

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LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA 1 - PROF. DOURIVAL 
MEDIDAS E GRANDEZAS FÍSICAS 
Supondo que cada centímetro cúbico de água possui uma massa de exatamente 1g, 
determine a massa de um metro cúbico de água em quilogramas. Suponha que 
demore 10h para esvaziar um recipiente de 5700 m3 de água. Qual a taxa de 
escoamento de massa da água do recipiente em quilogramas por segundo? R. (a) 
1000 e (b) 158,33kg/s 
Transforme para o SI as seguintes unidades: (a) 2,5 cm2, (b) 1,2 km, (c) 1,25 cm3, (d) 
1,5 litro, (e) 2500 r.p.m. (f) 2650L/min. R. (a) 2,5x10-4m2 (b) 1,2x103m (c) 1,25x10-6m3 
(d) 1,5x10-3m3 (e) 41,67Hz (f) 0,044m3/s 
O raio da Terra vale aproximadamente 6,4 x 103 km. (a) Qual a área de sua superfície 
em quilômetros quadrados e metros quadrados? (b) Qual o seu volume em 
quilômetros cúbicos e metros cúbicos? R. (a) 5,15x108km2 e (b) 1,10x1012km3. 
Uma unidade astronômica (UA) é a distância média do Sol à Terra, aproximadamente 
1,50 x 108 km. A velocidade da luz é aproximadamente 3,0 x 108 m/s. (a) Expresse a 
velocidade da luz em km/h e UA/ano. (b) Calcule quanto tempo a luz do Sol gasta para 
percorrer a distância Sol-Terra. R. (a) 1,08x109km/h, 63072UA/ano e (b) 8,33min. 
A massa específica (razão massa/volume) da água é igual a 1 g/cm3; Expresse a 
massa específica da água em kg/m3 e me kg/l. Um recipiente de 15 litros de água leva 
5 horas para ser completamente esvaziado. Calcule a vazão mássica (massa/tempo) 
da água em kg/s. (c) Calcule a massa de água que vazou do recipiente em 30min. R. 
1000kg/m3 e 1kg/l (b) 8,33x10-4kg/s (c)1,5kg 
A massa da Terra vale 5,98 x 1024 kg. O raio da Terra é aproximadamente igual a 6,35 
x 10 3 km. Determine o valor aproximado da densidade da Terra. Expresse a resposta 
em g/cm3 kg/m3. R. 5,58x103 kg/m3 e 5,580 g/cm3 
MOVIMENTO UNIDIMENSIONAL 
Não confunda velocidade média com a média de um conjunto de velocidades (média 
das velocidades). Calcule a velocidade média de uma atleta nos seguintes casos: (a) 
A atleta anda 150 m com velocidade de 1,5 m/s e depois corre 100 m com velocidade 
de 4 m/s ao longo de uma pista retilínea. (b) A atleta anda 2 minutos com velocidade 
de 1,5 m/s e a seguir corre durante 3 minutos com velocidade de 4,5 m/s ao longo de 
um caminho em linha reta. R. (a) 2 m/s. (b) 3,3 m/s. 
Um carro trafega em uma estrada reta por 40km a 30km/h. Depois ele continua no 
mesmo sentido por outros 40km a 60km/h. (a) Qual a velocidade média do carro 
durante esta viagem de 80 km?(b) Faça o gráfico de x contra t e indique como se 
determina a velocidade média no gráfico. R. (a)40km/h 
Se a posição de uma partícula é dada por x= 4 - 12t + 3t2 (t em s e x em m), (a) qual é 
a sua velocidade em t=1s? (b) qual a aceleração em t=3s? (c) qual a mínima posição 
do móvel? 
Um automóvel parte do repouso e sofre uma aceleração constante de 4 m/s2 numa 
trajetória retilínea. (a) encontre o tempo necessário para que o automóvel atinja uma 
velocidade de 36 m/s. (b) Calcule a distância total percorrida desde o instante inicial 
até o instante em que sua velocidade atinge o valor de 36 m/s. R. (a) 9 s. (b) 162 
m. 
O “tempo de reação” de uma motorista é em média 0,7s. (Tempo de reação é o 
intervalo de tempo entre a percepção de um sinal de trafego e aplicação dos freios). 
Se um automóvel pode desacelerar à uma razão de 5,0m/s2, calcular a distância total 
percorrida até parar, depois que o sinal é observado se a velocidade do automóvel for 
60km/h. R. 39,45m 
Um carro infrator passa a 36km/h (uniformemente) diante de uma escola. Um carro da 
polícia parado na frente da escola sai atrás do infrator, a partir do repouso e 
acelerando a 2,5m/s2. (a) Quando o carro da polícia alcança o do infrator? (b) Qual a 
velocidade do carro da polícia no encontro? (c) Em que instante a distância entre os 
carros é mínima? (d) Faça um esboço do gráfico x contra t para mostrar os 
movimentos. R. (a) 80m (b) 20m/s (c) 4s 
VETORES 
Sejam os vetores a= 5i + 3j e b = -3i + 2j. (a) Qual é a soma, na notação de vetores 
unitários, dos dois vetores? (b) Qual é o módulo e a direção de a + b? R: a + b = 2i + 
5j 5,38; ângulo = 68,2o no sentido anti-horário a partir do eixo positivo x 
 
Dados dois vetores, a = 4i – 3j e b = 6i+ 8j, encontre os módulos e direções (com 
relação ao eixo x) de: 
a) a R: 5, -37° 
b) b R: 10, 53° 
c) a + b R: 11, 27° 
 
Um bloco de massa 3 kg desloca-se 15 m na direção x, sentido positivo, enquanto 
duas forças F1 e F2 são aplicadas sobre o mesmo. Considere que o bloco encontra-se 
fixado em trilhos sem atrito, de modo que seu deslocamento é unicamente na direção 
x. As forças aplicadas, expressas em N, são: F1 = –2i + j + 5k e F2 = i + 2j – 3k. 
Calcule: 
a) o módulo do vetor soma das forças F1 e F2 aplicadas sobre o bloco; R: 3,74 N 
b) a aceleração adquirida pelo carrinho na direção x; R: – 0,33 m/s2 
 
Um corpo encontra-se inicialmente parado no espaço. Sobre ele passam a agir duas 
forças F1 e F2, e o módulo da aceleração adquirida é de 1,5 m/s
2. As forças aplicadas, 
expressas em N, são: F1 = i – 3 j + k e F2 = i + 2 j – 2k. 
a) Calcule a força resultante FR de F1 e F2 aplicadas sobre o corpo, expressa em 
termos de suas componentes e respectivos vetores unitários; R: 2i – j – k 
b) Calcule a massa do corpo; R: 1,633 kg 
c) Calcule a aceleração adquirida pelo corpo, expressa em termos de suas 
componentes e respectivos vetores unitários; R: 1,225i – 0,612j – 0,612k 
 
LEIS DE NEWTON 
Dois blocos estão em contato sobre uma mesa plana 
sem atrito. Uma força horizontal é aplicada a um dos 
blocos conforme indicado na figura abaixo. (a) Se m1 
= 3,0 kg, m2 = 2,0 kg, F = 6 N, ache a força de 
contato entre os dois blocos. (b) Suponha que a 
mesma força F seja aplicada a m2, ao invés de m1; 
obtenha o módulo da força de contato entre dois 
blocos neste caso. Respostas: (a) 2,4 N (b)3,6 N 
 
Um carro possui velocidade constante de 60 km/h e sua massa vale 1,2 toneladas (1 
tonelada = 103 kg). Num dado instante o motorista usa os freios e o carro para após 
percorrer 50 metros. Calcule: (a) o módulo da força de frenagem, (b) o tempo 
necessário para o carro parar. R. (a) 2,78 kN (b) 6 s. 
b) Ache a tração na corda. R: 17,8 N 
Um bloco de massa m1 = 50 Kg está apoiado sobre um plano inclinado liso que forma 
um ângulo de 30º com a horizontal, conforme indicado na figura ao lado. Este corpo é 
ligado a outro de massa m2 através de um fio inextensível e de massa desprezível que 
passa por uma roldana sem atrito. Considere m2 = 30 Kg. (a) Calcule a aceleração de 
cada corpo. (b) Ache o módulo da tensão da corda. R. (a) 0,6 m/s2 (b) 275 N. 
Um elevador possui massa igual a 4 toneladas. Determine a tensão no cabo quando o 
elevador (a) é puxado de baixo para cima por meio de um cabo com uma aceleração 
de 1,5 m/s2. (b) está descendo com uma aceleração de 1,8 m/s2. R: (a) 45,2 kN (b) 
32,0 kN 
Um bloco de massa m = 5 kg escorrega ao longo de um plano inclinado de 30º em 
relação a horizontal. O coeficiente de atrito cinético vale 0,35, Calcule a aceleração do 
bloco e sua velocidade ao deslizar a partir do repouso 2m pela rampa. R. 1,93m/s2 e 
2,78m/s 
Um bloco de 7,96 kg está em repouso em um plano inclinado de 22,0º com a 
horizontal, como mostra a figura. O coeficiente de atrito estático é 0,25, enquanto o 
coeficiente de atrito cinético é 0,15. 
Um bloco de massa m1= 3,70 kg está sobre um plano inclinado sem atrito de ângulo 
 = 28º e é ligado por uma corda que passa em uma polia pequena e sem atrito a um 
segundo bloco de massa m2= 1,86 kg, que pende verticalmente. 
a) Qual é a aceleraçãode cada bloco? R: 0,217 m/s2 
a) Qual é a mínima força F, paralela ao plano que impedirá o bloco de escorregar 
plano abaixo? R: 11,1 N 
b) Qual é a mínima força F, que fará com que o bloco comece a subir o plano? R: 
47,3 N 
Qual é força F necessária para mover o bloco para cima do plano com velocidade 
constante? R: 40,1 N 
Dois blocos, um de massa 1kg e outro de massa 2kg estão ligados por um fio. (a) Se 
as forças forem dadas por F1=2t e F2=t
2 (em Newtons), calcular o instante em que a 
tensão no fio for 10N e a aceleração. R. 3,83s e 2,34m/s2