FISG I Lista 5

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5a Lista de Física Geral I
Horário da preceptoria: Terças e Quintas-feiras das 18h10 às 19h10.
Sábados das 13h30 às 15h30.
1 - Um método simples para se calcular a força de atrito estático entre duas superfícies
está representado na figura abaixo, em que o ângulo de inclinação θ é aumentado lentamente,
fazendo o plano ficar mais íngreme. No ângulo limite em que o bloco começa a deslizar, a força
de atrito será máxima. Determine o coefiente de atrito estático entre o bloco de massa m e o
plano inclinado.
θ
m
Figura 1: Figura referente ao exercício 1.
2 - Um bloco de massa m está sendo pressionado contra uma parede por uma força ~F que
faz um ângulo θ com a horizontal, como mostrado na figura abaixo. O coeficiente de atrito
estático entre as superfícies do bloco e da parede é µe. Determine a força máxima e a força
mínima para que o bloco permaneça em repouso.
m
~F
θ
Figura 2: Figura referente ao exercício 2.
3 - Dois blocos semelhantes A e B de massas mA e mB estão ligados entre si por um
cabo inextensível e posicionados como na figura abaixo. Desconsidere as massas do cabo e da
roldana. Sendo µc o coefience de atrito cinético e µe o coeficiente de atrito estático entre os
blocos e a superfície do plano inclinado e as massas mA e mB iguais, determine a direção do
movimento. Se as massas forem diferentes, determine qual deve ser a relação entre elas para
que os blocos permaneçam estáticos.
A B
30◦ 60◦
Figura 3: Figura referente ao exercício 3.
4 - Dois blocos A e B de massas mA e mB, respectivamente, estão posicionados como na
figura abaixo. Considerando o coeficiente de atrito estático µe entre os blocos, e o coeficiente
de atrito cinético µc entre o bloco A e o chão, determine qual deve ser a intensidade máxima
da força ~F que atua sobre o bloco A para que o bloco B deslize junto, ou seja, sem escorregar.
~F
A
B
Figura 4: Figura referente ao exercício 4.
5 - (Tipler volume 1) Um carro de 800kg desce uma rampa muito comprida inclinada de
30o. A força de arraste do movimento do carro tem a forma Fa = 100N + (1.2Ns2/m2)v2, em
que v é a velocidade. Despreze o atrito por rolamento. Qual é a velocidade terminal do carro
descendo a rampa?
6 - (Tipler volume 1) A massa m1 se move segundo uma trajetória circular uniforme de
raio r sobre uma mesa horizontal sem atrito. Ela é presa a um fio ideal que passa através de
um buraco sem atrito no centro da mesa. Uma segunda massa m2 é presa a outra extremidade
do fio. Deduza um expressão para o raio r em função das massas m1 e m2 e do período de
rotação T .
r
m1
m2
Figura 5: Figura referente ao exercício 6.
7 - (Tipler volume 1) Uma pequena conta, com massa m, desliza ao longo de um arame
semicircular com raio r, que gira em torno de um eixo vertical a uma frequência ν, conforme
mostrado na figura. Determine os valores do ângulo θ para os quais a conta fica estacionária
em relação ao arame.
m
rθ
Figura 6: Figura referente ao exercício 7.
8 - (Tipler volume 1) Imagine que você está pedalando uma bicicleta sobre uma superfície
horizontal e faz uma curva circular com o raio de 20m. A força resultante exercida pela pista
sobre a bicicleta (força normal mais força de atrito) faz um ângulo de 30o com a vertical. (a)
Qual é a sua velocidade? (b) Se a força de atrito corresponder à metade da seu valor máximo
possível, qual será o coeficiente de atrito estático?
9- Um bloco de massa m desliza ao longo de um piso horizontal sem atrito e, em seguida,
sobe uma rampa, porém com atrito. O ângulo da rampa é θ e a velocidade do bloco antes
de começar a subí-la é ~v0. O bloco delizará até um altura máxima h acima do piso antes de
retornar, descendo a rampa. Determine a altura h.
θ
m ~v0
Figura 7: Figura referente ao exercício 9.