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Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciências Exatas e da Terra Departamento de Física Teórica e Experimental FIS0311 – Mecânica Clássica Prof. Matthieu Castro Lista de Exercícios Dinâmica da Partícula Aplicações das leis de Newton 1. Um quadro está suspenso em uma parede por dois fios ligados em seus cantos superiores. Se os dois fios fazem o mesmo ângulo com a vertical, qual deve ser o ângulo se a tensão em cada fio for igual a 0,75 do peso do quadro? (Despreze o atrito entre a parede e o quadro.) 2. Um bloco de gelo de 8,00kg é liberado a partir do repouso no topo de uma rampa sem atrito de comprimento igual a 1,50m e desliza para baixo atingindo uma velocidade de 2,50 m/s na base da rampa. Qual é o ângulo entre a rampa e a horizontal? 3. Uma corda leve está amarrada a um bloco de m1 = 4,00kg que repousa sobre uma superfície horizontal sem atrito. A corda horizontal passa sobre uma polia sem massa e sem atrito, e um bloco de massa m2 é suspenso pela outra extremidade da corda. Depois que os blocos são liberados, a tensão na corda é igual a 10 N. a) Desenhe um diagrama do corpo isolado para o bloco de 4,00kg e outro para o bloco de massa m2. b) Qual é a aceleração de cada bloco? c) Qual é a massa m do bloco suspenso? d) Como a tensão na corda é relacionada com o peso do bloco suspenso? 4. Um estudante de física de 550 N está sobre uma balança portátil apoiada no piso de um elevador. Quando o elevador está parando, a leitura da balança indica 450N. a) Calcule a aceleração do elevador (módulo, direção e sentido). b) Determine o módulo, a direção e o sentido da aceleração quando a leitura da balança indicar 670 N. c) Quando a leitura da balança indicar zero, o estudante deve ficar preocupado? Explique. 5. Uma pessoa de 80 kg salta de pára-quedas e experimenta uma aceleração, para baixo, de 2,5 m/s². O pára-quedas tem 5.0 kg de massa. a) Qual a força exercida, para cima, pelo ar sobre o pára-quedas? b) Qual a força exercida, para baixo, pela pessoa sobre o pára-quedas? 6. Uma força horizontal F de 12 N comprime um bloco pesando 5,0 N contra uma parede vertical (ver figura). O coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é 0,60, e o coeficiente de atrito cinético é 0,40. Suponha que inicialmente o bloco não esteja em movimento. a) O bloco se moverá? b) Qual a força exercida pela parede sobre o bloco, em notação de vetores unitários? 7. Qual deverá ser o menor raio de uma curva não-inclinada que um ciclista poderá fazer à velocidade de 29 km/h, se o coeficiente de atrito entre os pneus e a pista for 0,32? 8. Um trabalhador empurra uma caixa com massa de 11,2 kg sobre uma superfície horizontal com velocidade constante igual a 3,50 m/s. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície é igual a 0,20. a) Que força horizontal deve ser aplicada pelo trabalhador para manter o movi- mento? b) Se a força calculada em (a) fosse removida, qual seria a distância percorrida pela caixa até ela entrar em repouso? 9. Em um laboratório de física, uma caixa de 6,00 kg é empurrada através de uma mesa larga por uma força horizontal F. a) Se a caixa se move com velocidade constante igual a 0,350 m/s e o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície é igual a 0,12, qual é o módulo de F? b) Qual é o módulo de F quando a caixa aumenta de velocidade com uma acelera- ção constante de 0,180 m/s2? c) Quais seriam as mudanças das respostas dos itens (a) e (b) se essas experiênci- as fossem realizadas na lua, onde g = 1,62 m/s2? 10. Um cofre de 260 kg deve descer com velocidade constante de uma rampa de 20,0m de comprimento do alto de um caminhão de 2,00m de altura. a) Se o coeficiente de atrito cinético entre o cofre e a rampa for igual a 0,25, deve o cofre ser empurrado para cima ou para baixo? b) Qual seria a força paralela necessária à rampa? 11.Uma caixa de livros de 25,0 kg está em repouso sobre uma rampa que faz um ângulo α com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético é de 0,25 e o coeficiente de atrito estático é de 0,35. a) A medida que o ângulo α aumenta, qual é o ângulo mínimo no qual a caixa co- meça a deslizar? b) Para esse ângulo, ache a aceleração depois que a caixa começa a deslizar. c) Para esse ângulo, ache a velocidade da caixa depois que ela percorreu 5,0 m ao longo do plano inclinado. 12. Se o coeficiente de atrito estático dos pneus numa rodovia é 0,25. Com que velocidade máxima um carro pode fazer uma curva plana de 47,5 m de raio sem derrapar? 13. Na figura seguinte, A e B são blocos com pesos de 44 N e 22 N, respectivamente. a) Determine o menor peso (bloco C) que deve ser colocado sobre o bloco A para impedi-lo de deslizar, sabendo que μe entre A e a mesa é 0,20. b) Se o bloco C for repentinamente retirado, qual será a aceleração do bloco A, sabendo que μc entre A e a mesa é 0,15? 14. 15.
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