FIS-F3 - LISTA 02 2024 - VINCULOS GEOMÉTRICOS

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<p>Física F3: Leis de Newton 2</p><p>1. Na figura a seguir, as duas massas e , estão ligadas por um fio de massa desprezível que passa por uma polia também de massa desprezível, e raio . Inicialmente , é colocada em movimento ascendente, gastando segundos para percorrer a distância indicada. Nessas condições passará novamente pelo ponto “0” após aproximadamente: Obs: adotar para a aceleração da gravidade .</p><p>2. (ITA/1986) Dois blocos de massa estão unidos por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. Com que força esse pequeno bloco de massa 𝑚 pressionará o bloco sobre o qual foi colocado?</p><p>3. Um homem cuja massa é está sentado sobre um andaime pendurado num sistema de roldanas. Ele se eleva puxando a corda que passa pela roldana fixa, conforme a figura. Considerando , desprezando os atritos, resistências e a massa do andaime e supondo que o homem se eleva muito lentamente. Calcule a intensidade da força que ele precisa exercer.</p><p>4. Determine as acelerações dos blocos, em função de .</p><p>5. Na figura a seguir, a barra e massa está inicialmente em repouso sobre a cunha de massa . Sabendo-se que os atritos são desprezíveis e que a aceleração da gravidade vale 𝑔, determine as acelerações de e de .</p><p>6. A figura mostra uma cunha de massa 𝑀 em repouso sobre uma superfície horizontal lisa. Um bloco de massa 𝑚 é abandonado sobre a superfície inclinada em um ângulo 𝜃 com a horizontal. Sabendo-se que a aceleração da gravidade vale 𝑔 e desprezando-se os atritos, determine as acelerações da cunha em relação a terra e do bloco em relação a cunha.</p><p>7. No sistema representado na figura, não há atritos e o fio é ideal. Sabendo-se que a aceleração da gravidade vale e ignorando-se a influência do ar, calcule o intervalo de tempo que o corpo leva para atingir a base do corpo quando abandonado de uma altura em relação a . Considere as massas de e de iguais a e , respectivamente.</p><p>8. Na figura, após o pêndulo ser abandonado do repouso, sua inclinação com a vertical permanece constante. Determine a massa do bloco e a sua aceleração em função da massa da esfera, da aceleração da gravidade e do ângulo . Considere o fio e a polia ideais e despreze os atritos.</p><p>9. Considere uma máquina de Atwood infinita, conforme mostra a figura. Uma corda passa por cada polia, que em uma das extremidades está conectada a uma massa e na outra extremidade a uma polia. Todas as massas são iguais a e todas as polias e cordas são ideais. O sistema está em repouso inicialmente. Considerando-se a gravidade local igual a , determine a aceleração da primeira massa (mais à esquerda na figura) quando o sistema for liberado.</p><p>10. A figura a seguir mostra um sistema composto por polias fixas e polias móveis, todas ideais, com blocos idênticos de massa 𝑚 conectados por fios ideais. Determine as acelerações, respectivamente, dos blocos fixos nas polias móveis e dos blocos que ficam nas duas extremidades em função de 𝑁 e da aceleração da gravidade 𝑔.</p><p>11. A figura mostra um bloco de massa 𝑚 pendurado verticalmente por um fio ideal e encostado em um carrinho de massa 𝑀, que pode deslizar sem atrito num solo horizontal. Determine a aceleração a adquirida pelo carrinho, quando o sistema é abandonado a partir do repouso.</p><p>12. Considere que todas as polias e fios são ideais e todos os atritos desprezíveis. Determine a aceleração do bloco de massa 𝑚 em relação a Terra, quando o sistema é abandonado a partir do repouso. A gravidade local vale 𝑔.</p><p>13. Na figura a seguir, um bloco de massa 𝑚 é abandonado sobre uma cunha de massa 𝑀 e ângulo de inclinação . O bloco é conectado a um fio ideal preso a uma parede vertical. Sabendo-se que a aceleração da gravidade vale e desprezando-se todos os atritos, determine a aceleração adquirida pela cunha.</p><p>14. Dois blocos e de massas e são puxados por uma força horizontal de intensidade , em uma superfície perfeitamente lisa. Determine a aceleração de cada bloco e a tração no cabo.</p><p>15. Dois cubos idênticos de massa e uma cunha de massa cuja seção triangular equilátera repousa simetricamente sobre os blocos. Determine a aceleração da cunha e dos blocos, quando o sistema é abandonado do repouso.</p><p>16. Na figura a seguir, o sistema se encontra inicialmente em repouso sobre a rampa de inclinação devido às travas nas rodas do vagão. A rampa de inclinação e altura é fixa ao vagão e coloca-se um bloco de massa no topo dessa rampa. Retirando-se as travas, o vagão passa a se mover rampa abaixo e o bloco é abandonado do repouso do topo da rampa no interior do vagão. Considerando-se a massa do vagão muito maior que a massa do bloco, determine o tempo que o bloco leva para atingir o piso do vagão. Considere a aceleração da gravidade igual a e despreze todos os atritos.</p><p>17. Na situação ilustrada na figura a seguir, uma Máquina de Atwood com dois blocos e de massas e , respectivamente com , e uma corda de comprimento , se encontram acoplados a um vagão de altura , com</p><p>Inicialmente o sistema está parado devido a uma trava nas rodas. A massa do vagão é muito maior que a massa dos blocos. Todos os atritos são desprezíveis e a corda e a polia são ideais. Quando a trava das rodas é retirada, o vagão adquire aceleração para baixo ao longo de uma ladeira muito longa, que forma um ângulo a com a horizontal. Após a retirada das travas, determine o tempo necessário para o bloco B atingir o piso do vagão.</p><p>18. (IME) A figura mostra 3 blocos, que podem se mover sem atrito. Sendo , determine a relação entre e para que os blocos se movam sem que escorregue em relação a .</p><p>19. No arranjo mostrado na figura, a massa da bolinha 1 é vezes maior ( que a da barra 2, cujo comprimento vale . As massas dos fios e polias são desprezíveis bem como os atritos. A bolinha se encontra fixa à extremidade do fio, inicialmente posicionada no mesmo nível horizontal da extremidade inferior da barra. Se o sistema é abandonado do repouso em , determine o instante em que a bolinha passará pelo mesmo nível horizontal da extremidade superior da barra.</p><p>20. Na máquina de Atwood da figura, as duas polias inferiores têm massa cada uma. O fio ideal escorrega ao redor das polias sem atrito. Sendo a gravidade, determine as acelerações das polias moveis</p><p>21. Dois discos de raio 10 cm e massa 3 kg são conectados por uma haste rígida muito leve e apoiados no canto de uma sala sem atrito. O sistema é então liberado para se mover sob ação da gravidade. Assinale a aceleração instantânea (em m/s²) adquirida pelo disco inferior.</p><p>22. Um cilindro e um prisma reto são inicialmente mantidos em repouso sobre planos inclinados que fazem um ângulo 𝛼 com a horizontal. Sabendo que o topo do prisma é paralelo ao solo, calcule a força de contato entre os corpos em função de 𝑚, 𝑀, 𝛼 e da gravidade 𝑔.</p><p>23. O arranjo a seguir é composto por dois blocos de massas M e m. Admita que o fio que liga m à polia seja paralelo à superfície do plano inclinado. Considerando gravidade 𝑔, calcule a aceleração adquirida pelo bloco M no instante em que o sistema é abandonado do repouso.</p><p>24. Admitindo que o cilindro não perca contato com os planos</p><p>inclinados, calcule o módulo de sua velocidade em função de 𝑢.</p><p>GABARITO</p><p>1. .</p><p>2. .</p><p>3. .</p><p>4. , , (para cima).</p><p>5. e</p><p>6. e</p><p>7. .</p><p>8. e .</p><p>9. .</p><p>10. e .</p><p>11. .</p><p>12. .</p><p>13.</p><p>14. e e .</p><p>15. , .</p><p>16. .</p><p>17</p><p>18. .</p><p>19. .</p><p>20. e .</p><p>21. 4,8 𝑚/𝑠²</p><p>22. 𝐹 = 2𝑀𝑚𝑔𝑡𝑔(𝛼)/(𝑀 + 𝑚)</p><p>23.</p><p>24. 𝑢√7</p><p>PÚBLICA</p><p>PÚBLICA</p><p>PÚBLICA</p><p>MADAN – Todos os direitos reservados8</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p><p>image5.png</p><p>image6.png</p><p>image7.png</p><p>image8.png</p><p>image9.png</p><p>image10.png</p><p>image11.png</p><p>image12.png</p><p>image13.png</p><p>image14.png</p><p>image15.png</p><p>image16.png</p><p>image17.png</p><p>image18.PNG</p><p>image19.png</p><p>image20.png</p><p>image21.png</p><p>image22.png</p><p>image23.png</p><p>image24.png</p><p>image25.png</p><p>image26.jpeg</p><p>image27.png</p><p>image28.jpeg</p>