21 - Exercícios para G2

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UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
FÍSICA MECÂNICA 
 
Prof.: Moacyr Marranghello e Prof. Jorge Tadeu Vargas da Silva 
 
21 EXERCÍCIOS EXTRAS PARA G2 
 
1. O corpo humano pode sobreviver a um trauma por acidente com aceleração negativa (parada sú-
bita) quando o módulo de aceleração é menor do que 250 m/s². Suponha que você sofra um aci-
dente de automóvel com velocidade de 105 km/h e seja amortecido por um airbag que se infla au-
tomaticamente. Qual deve ser a menor distância percorrida pelo veículo enquanto o airbag se de-
forma para que você consiga sobreviver? 
 
 
2. Um homem está parado no alto de um edifício de 15,0 m de altura e atira uma pedra com veloci-
dade de módulo 30,0 m/s formando um ângulo inicial de 33º acima da horizontal. Despreze a resis-
tência do ar. Calcule: a) a altura máxima acima do telhado atingida pela pedra; b) o módulo da ve-
locidade da pedra imediatamente antes de ela atingir o solo; c) a distância horizontal entre a base 
do edifício e ponto onde a pedra atinge o solo. 
 
 
3. Em um teste de um “aparelho para g”, um voluntário gira em um círculo horizontal de raio igual a 
7,0 m. Qual é o período da rotação para que a aceleração centrípeta possua módulo de: a) 3,0 g?; 
b) 10,0 g? 
 
 
4. Um elétron (massa = 9,11 . 10-31 kg) deixa a extremidade de um tubo luminoso de TV com veloci-
dade inicial zero e se desloca em linha reta até a grade de aceleração que está a uma distância de 
1,80 cm. Ele a atinge com velocidade horizontal de 3,00 . 106 m/s. Se a força que o acelerar for 
constante, calcule: a) a aceleração horizontal do elétron; b) o tempo para atingir grade; c) o decai-
mento do elétron, em relação ao seu ponto de partida; c) a força resultante, em newtons. (conside-
re g = 9,8 m/s²) 
 
 
5. Uma velocista de competição mundial que pesa 55 kg pode se acelerar a partir do bloco de partida 
(ponto de apoio de seu pé) com uma aceleração aproximadamente horizontal cujo módulo é igual 
a 15 m/s². Que força horizontal deve a velocista exercer sobre o bloco de partida para produzir es-
sa aceleração? Qual é o corpo que exerce a força que impulsiona a velocista: o bloco ou a própria 
velocista? 
 
 
6. Os blocos A, B e C são dispostos com indicado na figura ao lado e 
ligados por cordas de massas desprezíveis. O peso de A é 25,0 N 
e o peso de B também é de 25,0 N. O coeficiente de atrito cinético 
entre cada bloco e a superfície é igual a 0,35. O bloco C desce 
com velocidade constante. a) Ache a tensão na corda que liga o 
bloco A ao B; b) qual o peso do bloco C? c) se a corda que liga o 
bloco A ao B fosse cortada, qual seria a aceleração do bloco C? 
 
 
7. Uma caixa contendo 12 latas de refrigerante (massa igual a 4,30 kg) está inicialmente em repouso 
sobre uma superfície horizontal. A seguir ela é empurrada 1,20 m em linha reta por uma superfície 
A 
B 
C 
36,9º 
plana, cujo coeficiente de atrito cinético é 0,30, por uma força constante de módulo igual a 36,0 N. 
Qual a velocidade final da caixa no final do percurso? 
 
8. Uma dupla de atletas de bicicleta tandem (bicicleta com dois assentos) deve superar uma força de 
165 N para manter uma velocidade de 9,0 m/s. Calcule a potência em watts necessária para cada 
competidor, supondo que cada um deles pedale com a mesma potência. 
 
 
9. Um pacote de 2,00 kg é largado do repouso sobre um plano inclinado de 
53,1 º com a horizontal, a uma distância de 4,00 m de uma mola com cons-
tante elástica de 120 N/m presa à base do plano inclinado. Os coeficientes 
de atrito entre o pacote e o plano inclinado são dados por µe = 0,40 e µc = 
0,20. A massa da mola é desprezível. a) qual é a velocidade do pacote ime-
diatamente antes de colidir com a mola? B) qual é a compressão máxima da 
mola? C) depois que o pacote é rebatido para cima do plano inclinado, qual 
é a distância entre o ponto inicial e o ponto onde ele pára novamente? 
 
 
10. Um bloco de madeira com massa igual a 1,50 kg 
é colocado contra uma mola comprimida na ba-
se de um plano inclinado de 30,0º (ponto A). 
Quando a mola é liberada, projeta o bloco para 
cima do plano inclinado. No ponto B, situado a 
uma distância de 6,00 m acima do ponto A, o 
bloco está subindo o plano inclinado com veloci-
dade de 7,00 m/s e não está mais em contato com a mola. O coeficiente de atrito cinético entre o 
bloco e o plano inclinado é 0,50. A massa da mola é desprezível. Calcule a energia potencial que 
foi inicialmente armazenada na mola. 
 
 
11. O bastão de um treinador de beisebol exerce sobre uma bola de beisebol de 0,145 kg uma força 
dada por F
r
 = [(1,60 . 107 N/s) t – (6,00 . 109 N/s2) t²] i
r
 entre os instantes t = 0 e t = 2,50 ms. Pa-
ra t= 0, a velocidade da bola de beisebol é dada por v = – (40,0 i
r
 + 5,0 jr ) m/s. 
a) Ache o impulso exercido pelo bastão sobre a bola, sabendo que o bastão e a bola permanece-
ram em contato durante 2,50 ms. 
b) Ache o impulso exercido pela gravidade sobre a bola durante esse intervalo de tempo. 
c) Ache o módulo da força média do bastão sobre a bola durante esse intervalo de tempo. 
d) Ache o momento linear e a velocidade da bola de beisebol para t = 2,50 ms. 
 
 
12. Uma bola de 1,2 kg cai verticalmente sobre um piso, atingindo-o com uma velocidade de 25 m/s. 
Ela é rebatida com uma velocidade inicial de 10 m/s. 
a) Que impulso atua sobre a bola neste contato? 
b) Se a bola fica em contato com o piso por 20 ms, qual é a intensidade da força média da bola 
sobre o piso? 
 
 
13. O roteiro de um filme de ação requer que um pequeno carro de corrida (massa 1500 kg e com-
primento de 3,0 m) acelere ao longo de um barco plano (massa 4000 kg e comprimento de 14 m) 
de uma extremidade do barco para a outra, onde, então o carro saltará o espaço entre o barco e 
um cais um pouco mais baixo. Você é um consultor técnico para o filme. Inicialmente o barco to-
cará o cais, como mostra a figura ao lado; o barco pode deslizar na água sem resistência signifi-
cativa; tanto o carro quanto o barco podem ser considerados aproximadamente uniformes em 
suas distribuições de massa. Determine qual a distancia máxima entre o 
barco e o cais no instante em que o carro está na iminência de saltar. 
6 m 
A 
B 
30º