FG I Lista 02 - Leis de Newton

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5. LEIS DE NEWTON 
PARTE I – exercícios sem forças de atrito. 
 
1. Um garoto puxa horizontalmente um objeto de 10 kg através de 
uma superfície lisa horizontal. A força constante que ele aplica é 
de 5 N. Que aceleração esse objeto adquire sob a ação dessa 
força? Se o móvel parte do repouso, qual será posição após 2 s? 
Qual sua velocidade nesse instante? 
 
2. Duas forças F1 e F2 agem sobre uma partícula de massa de 5 kg. Se F1 =20N e F2 =15N, encontre as 
acelerações para os casos a) e b). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Caso a) Caso b). 
 
3. Um corpo de 10 kg está sujeito a duas forças, conforme mostra a 
figura ao lado. A) Achar a aceleração do corpo. B) Uma terceira 
força é aplicada de tal forma que o corpo fica em equilíbrio estático. 
Achar esta terceira força. 
 
4. Um bloco de massa de 2 kg escorrega a partir do repouso sobre 
um plano inclinado (figura ao lado). Uma força de 2N é aplicada 
sobre o bloco conforme mostra a figura. Encontre a aceleração do 
bloco. Após 1s, qual é sua velocidade? 
 
5. Um corpo pode exercer força sobre si mesmo? Explique. 
 
6. Nesse conjunto de 2 blocos, colocar em cada um deles, todas as 
forças que atuam sobre eles. Depois faça um diagrama das forças 
considerando esses blocos como pontos materiais. 
 
 
 
 
 
 
 
7. Na figura seguinte pede-se encontrar: 
a) – a aceleração do sistema. 
b) – a tensão no fio. 
c) – a normal em ambos os blocos. 
DADOS: 
 
NF
kgm
kgm
20
2
1
2
1
=
=
=
 
 
 
 
 
F 
20o 
A 
30o B 
F 
F 
30o 
1 
2 30o 
F
 
F1 
F2 
F1 
F2 
60o 
��1 = 20 N 
��2 = 30 N 
30o 
8. Dois corpos sobem um plano inclinado empurrados por uma força horizontal de intensidade 10 Newtons. 
A massa de A é 1 kg e a de B é 2 kg. 
a) – achar a aceleração do sistema. 
b) – a força normal sobre A e a força normal sobre B. 
c) – as reações entre os dois corpos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. Calcular a aceleração dos blocos e as tensões nos fios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. Duas forças, jiFjiF 7.95.8 e 1.64.2 21 −=+−= (dadas em Newton), atuam sobre um objeto. a) – qual o 
módulo de cada uma destas forças? b) – qual o ângulo que cada uma faz com o eixo-x? c) – determine o 
módulo e a direção da resultante sobre o objeto. 
 
11. Um homem está sobre uma balança fixada no piso de um elevador. Qual deve ser a leitura da balança 
quando o elevador estiver a) subindo acelerado; b) descendo acelerado, porém com aceleração menor do que 
a da gravidade; c) descendo ou subindo com velocidade constante. O que acontece se no item b) a 
aceleração for igual a da gravidade? E se for maior? 
 
12. Nas figuras abaixo, os corpos aparecem ligados 
às balanças de mola (dinamômetros). Para cada um 
dos casos, indique a leitura dos dinamômetros. 
 
 
 
13. Uma força é aplicada verticalmente para cima sobre um corpo de 5 kg. Se F vale 5N, qual a aceleração? 
E se F é 10N? E para F valendo 100N? 
 
14. Uma partícula de 4 kg está sujeita a duas forças jiFjiF 114 e 32 21 +=−= . O corpo está em repouso na 
origem no instante inicial. Qual a aceleração do corpo? Qual sua velocidade após 3 segundos? Qual sua 
posição nesse instante? 
 
15. Uma caixa está presa por um cabo como indicado na 
figura. Se o60=θ e m vale 50 kg, a) achar a tensão no cabo 
e a força normal exercida pelo plano inclinado; b) achar a 
tensão para θ e m quaisquer. Verifique seu resultado para 
oo 0 e 90 == θθ . 
 
F 
45o 
A 
B 
B 
A 
C 
10 kg 30
o
 
10 kg 
10 kg 
θ 
T 
16. Imagine que seu carro ficou atolado em um lamaçal e você dispõe de uma corda bastante forte e longa. 
Amarrando esta corda a uma árvore e a seu carro (veja figura), você puxa lateralmente. Para o3θ = , sua 
força é de 400N. Qual a tensão na corda? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17. Um ponto material pesando 30N está sendo acelerado ao longo de uma reta (eixo-x). O gráfico abaixo 
mostra essa aceleração em função do tempo. 
a) – ache a força resultante máxima que atua sobre esta partícula. 
b) – em que instantes essa força é constante? 
c) – quando ela é nula? 
 
 
 
 
 
18. Uma ginasta de massa m escala uma corda vertical que está presa ao teto. Ignore o peso da corda. a) faça 
um diagrama de corpo livre para a ginasta; b) calcule a tensão na corda quando a ginasta escala com 
velocidade constante; c) sobe pela corda com aceleração constante a. 
 
19. Uma força externa é aplicada sobre a roldana, conforme mostrado 
abaixo. A roldana tem massa desprezível assim como o fio que liga os 
dois corpos. A massa de m1 é 1.2 kg e a de m2 é 1.9 kg. Qual a maior 
força que se pode aplicar sobre a roldana sem que m2 se desloque? 
Qual a tração no fio se a força aplicada for de 110N? Nestas 
condições, qual será a aceleração da massa m1? 
 
 
 
 
20. Da figura ao lado , determine: 
a) a relação entre m1 e m2 em equilíbrio ( a = 0 ). 
b) a aceleração a de m1, quando m2 = m1. 
 
Θ 
T T 
F 
Θ 
m1 
m2 
F
 
ax (m/s2) 
t(s) 2 3 4 
5 
10 
 
PARTE II – exercícios com forças de atrito. 
 
21. Um método simples para se calcular a força de atrito estático - O 
ângulo θ pode ser variado por um dispositivo que faz lentamente o 
plano subir. Achar o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o 
plano. 
 
22. A figura representa um sistema que desejamos estudar. Entre o 
bloco A, de massa de 1 kg e o plano horizontal existe um coeficiente 
de atrito estático de valor igual a 0.5. Qual o máximo valor da massa 
B que podemos colocar verticalmente sem que o sistema se 
movimente? 
 
 
 
 
23. O bloco maior B tem massa de 3 kg e o menor A possui massa de 
1 kg. O coeficiente de atrito entre eles vale 0.25 e não existe atrito 
entre o solo e bloco. Qual a força máxima constante que podemos 
aplicar sobre a massa maior sem que o menor não deslize sobre ela? 
 
24. Qual a força mínima constante que devemos aplicar sobre o bloco maior para que o bloco menor não 
tenha movimento vertical? O bloco A tem massa de 2 kg, a massa de B é 0.5 kg e o coeficiente de atrito 
estático entre eles vale 0.4. 
 
 
 
 
 
25. Duas caixas estão ligadas por um fio. As massas são 
mA e mB, e, o coeficiente de atrito é µC para ambas. Uma 
força F é aplicada horizontalmente tal que a velocidade 
seja constante. a) calcule o módulo dessa força; b) a tensão 
no fio. Inclua um diagrama de corpo livre (ou mais de um) 
que você usou para encontrar as respostas. 
 
26. O bloco A das figuras pesa 1.2N e o bloco B pesa 3.6N. O coeficiente de atrito cinético entre TODAS as 
superfícies é 0.30. Determine o módulo de F necessária para arrastar B com velocidade constante, quando A 
deve se mover com ele sem deslizar (na verdade, quer-se determinar Fmin como foi feito em um dos 
exemplos). Agora o bloco A está ligado à parede por fio (fig. à direita). Qual será o valor dessa força? 
 
 
 
 
 
27. O bloco A da figura pesa 1.4N e B pesa 4.2N. O coeficiente de atrito cinético entre TODAS as 
superfícies é 0.30. Determine o módulo da força para mover B com velocidade constante. 
 
 
 
 
 
 
θ 
F 
A 
B 
F A 
B 
Sem atrito 
F 
A 
B 
A 
B 
A B 
F
 
F 
A 
B 
A 
B 
F 
28. Um bloco de massa de 3.0 kg está sendo pressionado contra uma 
parede por uma força F que faz um ângulo de 50o com a horizontal. 
O coeficiente de atrito estático entre as duas superfícies é 0.25. 
Determine os possíveis valores da força que fazem com o bloco 
fique em repouso. 
 
 
 
29. Considere o arranjo mostrado abaixo. Se o coeficiente de atrito 
estático for µE e o sistema estiver em equilíbrio, a) encontreo valor 
mínimo de M; b) o valor máximo de M; c) compare os valores das 
tensões para ambos os casos. 
 
 
 
 
 
30. O coeficiente de atrito estático entre o tênis de um corredor e a pista é 0.92. Qual é a aceleração 
máxima do corredor? 
 
31. O bloco B pesa 700N e o coeficiente de atrito 
estático entre as superfícies é 0.25. Encontre o peso 
máximo de A para que o sistema ainda permaneça 
em equilíbrio. 
 
 
32. Um bloco de 3.4 kg desliza para baixo sobre um plano inclinado. O coeficiente de atrito é 0.37. 
Determine a) o módulo da força normal sobre o bloco; b) o módulo da força de atrito sobre o bloco; c) o 
módulo da aceleração. 
 
33. Qual a força mínima que deve ser aplicada sobre o bloco para que ele não deslize sobre a parede? A 
massa do bloco é 6.4 kg e o coeficiente de atrito estático vale 0.76. 
 
 
 
 
 
 
 
34. Na figura abaixo, a massa do bloco B é m e a massa do carrinho é M. O coeficiente de atrito estático 
entre B e o carrinho é µE . Mostre que a força máxima que pode ser aplicada sobre B, sem que ele deslize 
sobre o carrinho é dada por: 






+=
M
m1mgµF E.max . 
 
 
 
 
 
35. O cabo de um esfregão de massa m faz um ângulo θ com a direção vertical. O coeficiente de atrito 
cinético entre o esfregão e o solo é µc e coeficiente de atrito estático é µE. Encontre o módulo da força 
F,direcionada ao longo do cabo, que faz o esfregão deslizar com velocidade constante. Mostre que, se θ for 
maior que certo ângulo θ0, o esfregão não poderá deslizar por maior que seja a força aplicada ao longo do 
cabo. Qual é este ângulo limite? 
 
F 
50o 
Θ 
2m 
m 
M 
B 
A 
41o 
F 
B
 
F
 
36. Uma pequena partícula de poluente cai na atmosfera com velocidade terminal de 0,3 mm/s. A massa é de 
10-10g e a força retardadora tem a forma bv. Qual o valor de b? 
 
37. A força de arraste sobre um corpo cadente é dado por ������ 2⁄ , onde � é o raio da seccao reta circular, 
� é a velocidade e � = 1,2	��/��. Calcule a velocidade terminal: 
a) Paraquedista em queda livre de 70	kg e r = 0,3	m�	(admitindo uma área circular). 
b) Paraquedista (paraquedas aberto) de 70	kg e r = 35	m�. 
c) Gota d’agua, diâmetro 3	mm, densidade: 1000kg/m�.	
d) Gotícula de spray de água 500μm.	
e) Ganizo (tamanho bola de tênis) diâmetro 6,5 cm e densidade (gelo): 920kg/m�. 
f) Bola de tênis diâmetro 6,5 cm e massa = 57 g. 
g) Bola de futebol diâmetro 70 cm massa = 450 g 
 
38. Um carro de 1000 kg desce por uma estrada inclinada de 50. A força de arraste é dada por �! = 100 +
��.	Qual a velocidade terminal? 
 
 
 
A) O que é um referencial inercial? 
 
B) Comente as 3 leis de Newton. 
 
C) Defina força, massa e peso. 
 
D) Enuncie a Lei de Hooke. 
 
E) Defina força de atrito. 
 
F) O valor do atrito estático é igual, maior ou menor que o atrito dinâmico? 
 
G) Uma pneu de um carro tem atrito dinâmico ou estático com o solo quando o carro esta a uma velocidade 
não nula? 
 
H) Explique o ABS? 
 
I) O que é força de arraste? 
 
J) Um objeto é lançado verticalmente para cima. Qual o tempo de subida em relação ao tempo de descida? 
Leve em conta a resistência do ar, proporcional à velocidade. 
Mariana
Nota
referencial inercial é aquele referencial 
As três leis de Newton
Resposta
Primeira lei de newton, lei da inércia, todo corpo em repouso tende a permanecer em repouso e todo corpo em movimento retilíleo e uniforme tende a permanecer em mru até que uma força externa aja sobre ele, essa lei nos possibilita encontrar o referencial inercialnullSegunda lei de Newton nos diz que a somatória das forças que atuam sobre um corpo deve ser igual a massa desse corpo vezes a aceleração.nullTerceira lei de newton, toda ação tem uma reação de mesma intensidade mesma direção e sentidos opostos. Onde o par de ação e reação atuam em corpos diferentes e portanto não se anulam.
Mariana
Resposta
Forçanullagente físico capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento uniforme de um corpo materialnullMassanullmassa de um corpo é apropriedade que relaciona uma força que age sobre o corpo a aceleração, é a quantidade de matéria.nullPesonullé uma força vertical para baixo, é a reação da força gravitacional terrestre, por isso ela deve sempre apontar na direção e sentido do centro da Terra. A força peso, como todas as forças são definidas pela massa do corpo onde essa força esta atuando vezes a aceleração dada, no caso da força peso a aceleração é a gravidade, ou seja P=m.g
Mariana
Resposta
Lei de HookenullA lei de hooke nos diz respeito a força relacionada a molas, onde F=-KdeltaYnullEssa força é uma força restauradora, que faz com quem a mola volte a sua forma original (até um certo limite), ou seja é uma força restauradora nullè a resposta da mola, não a força aplicada null
Mariana
Resposta
Força de atritronullÉ uma força paralela a superficie e aponta no sentindo oposto ao movimento ou tendencia ao movimento. pag 122nullnullè a interação dos atomos do corpo com os átomos da superficie
Mariana
Resposta
O estático é menor que o dinâmiconull