lista fisica 1- aplicações das leis de Newton

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Lista de Exercícios 
Física I 
Aplicações das Leis de Newton 
1- Uma partícula de massa m se move de tal forma que seu vetor posição é dado em 
função do tempo t pela relação �� = ���̂ + 	�
�̂, onde b e c são constantes. Determinar: 
a) as unidades de b e c no SI. b)a expressão da força que atua sobre a partícula 
2- Determinar o modulo e a direção da força que atua sobre uma partícula de massa m 
durante o seu movimento no plano “xy” segundo a lei � = 
	�������, � = �		������ 
onde a, b e ω são constantes. 
3- Elabore uma experiência que permita determinar o coeficiente de atrito cinético. 
4- Considere o problema da queda livre de um objeto num fluido viscoso, Despreze a 
ação da força de empuxo. Suponha que a força de resistência tenha módulo proporcional 
a velocidade do objeto com sentido contrario ao do movimento. Determinar: 
a)velocidade terminal, b)velocidade em função do tempo. 
5- Uma lancha de massa m navega por um lago com velocidade v0. Em t=0 se desligou 
o motor. Considerando a força de resistência da água ao movimento da lancha 
proporcional a velocidade, determinar: 
a) O tempo de movimento com o motor desligado 
b) A velocidade da lancha em função do tempo 
c) A velocidade media da lancha no intervalo de tempo em que a velocidade da 
lancha foi de v0 ate v0/n 
6 Uma curva numa estrada está contida num plano horizontal. O raio de curvatura da 
curva é igual a R. Determinar a velocidade máxima com a qual um automóvel pode 
entrar nesta curva a fim de que ele complete a mesma sem sair da estrada. 
7- Um trem se desloca horizontalmente de esquerda para a direita com aceleração a. Um 
objeto de massa m está amarrado na extremidade de um fio preso ao teto do trem. 
Determine o angulo θ em relação a vertical. Determine o módulo da tensão T no fio. 
8- Uma bolinha de massa m, pendurada de uma corda, foi colocada formando um 
ângulo reto com a vertical e depois foi liberada. Determinar: 
a) A aceleração total da bolinha e a tensão da corda em função de θ, ângulo de 
inclinação com relação a vertical 
b) A tensão na corda no instante em que a componente vertical da velocidade tem 
valor máximo. 
c) O ângulo θ entre a corda e a vertical no instante em que o vetor aceleração total 
está dirigido horizontalmente. 
9- Um ciclista anda por uma pista horizontal circular, de raio R, na qual o coeficiente de 
atrito depende somente da distancia r do ciclista ate o centro da pista, segundo a lei 
� = �� �1 − ���, onde �� é uma constante. Determine o raio da trajetória pela qual o 
ciclista pode andar com a velocidade máxima. Qual é esta velocidade? 
10- Um disco de massa m1 gira em torno de uma circunferência de raio R sobre uma 
mesa horizontal sem atrito. Este disco está ligado por um fio que passa através de um 
buraco no centro da mesa com outro objeto de massa m2, que está em repouso. calcular: 
a) A tensão no fio b)a força resultante que atua sobre o disco c) a velocidade tangencial 
do disco 
 
11- Uma pequena esfera de massa m está ligada a extremidade de um fio de 
comprimento L, que gira sob influenciada força gravitacional em um circulo vertical ao 
redor de um ponto fixo. Determinar a tensão na corda como função do angulo θ com a 
vertical. 
12- Considerando o raio do cilindro da figura igual a R e que o coeficiente de atrito é µ, 
determine a velocidade angular necessária para que o estagiário da figura não 
escorregue pela parede. 
 
13- Um pequeno corpo A começa a deslizar desde o ponto 1 (veja figura) de uma esfera 
de raio R. Determine o ângulo θ correspondente ao ponto de separação do corpo da 
superfície da esfera. Qual é a velocidade do corpo nesse ponto? 
 
14- Calcular a distância R que o bloco de massa m percorre depois de abandonar o plano 
inclinado. Todas as magnitudes (exceto R) indicadas na figura são conhecidas. 
Considere o caso com atrito (µ≠0) e sem atrito. 
 
 
15-Calcular a aceleração do corpo de massa M. O atrito é desprezível. 
 
16- Uma barra homogênea esta pendurada de uma corda por um dos seus extremos. A 
corda é cortada. Que partículas da barra terão maior aceleração no instante inicial: as da 
parte superior ou as da parte inferior? 
 
17- Determinar a distância que se desloca o lado esquerdo da tabua de massa M, se a 
força F for constante e o coeficiente de atrito entre m e M é µ1. Resolva o problema em 
duas situações: coeficiente de atrito entre a tabua M e o plano que a sustenta µ2≠0 e 
para µ2=0. Discutir limites de validade do cálculo. 
 
18- Determinar a aceleração dos blocos e as tensões nas cordas nos casos seguintes: 
 
19 Na figura, a tensão T é constante. Obtenha uma expressão para a aceleração do bloco 
M em função de x. Obtenha o valor de x para o qual a aceleração é 0. 
 
 
 
20- Determine o módulo de F para que a massa M esteja em repouso. Calcule as tensões 
nas cordas. 
 
 
21- Qual é a força horizontal F que deve ser aplicada para que os blocos permaneçam 
estacionários com relação ao carrinho (considere todos os atritos desprezíveis)