1 série Capítulos 9 a 11

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Exercícios de Fixação 1ª série – Capítulos 9 a 11 – Prof. Marcelo Elias 
 
1) Calcule o módulo da força elástica em uma 
mola de constante k = 20N/m que sofre uma 
deformação de 50cm. 
 
2) Dois blocos A e B, com massas mA = 5kg e 
mB = 10kg, são colocados sobre uma superfície 
plana horizontal (o atrito entre os blocos e a 
superfície é nulo) e ligados por um fio 
inextensível e com massa desprezível (conforme 
a figura a seguir). O bloco B é puxado para a 
direita por uma força horizontal F com módulo 
igual a 30N. Nessa situação, determine a 
aceleração do sistema, as forças que atuam 
sobre o corpo A e a tração no fio que une os 
blocos. 
 
 
 
 
 
3) No esquema abaixo, os blocos A e B tem 
massas respectivamente iguais a 3,0 kg e 7,0 kg. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desprezando os atritos e a resistência do ar, 
considerando o fio leve e inextensível, a roldana 
ideal e g = 10m/s2, determine: 
a) a aceleração adquirida pelo sistema; 
b) a intensidade da força de tração no fio. 
 
4) Uma pessoa aplica uma força F sobre um 
bloco que se move com velocidade sobre uma 
superfície horizontal. Sobre a força de atrito entre 
o bloco e a superfície podemos dizer que: 
a) é maior que a força F; 
b) é menor que a força F; 
c) é igual a força F; 
d) é nula. 
 
5) Considere um objeto que possui uma massa 
de 2kg que se move em movimento retilíneo 
uniforme (velocidade constante) em uma 
superfície horizontal, sofrendo a ação de uma F 
também horizontal. Considere o coeficiente de 
atrito dinâmico entre o objeto e o plano igual a 
0,1 e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². 
Determine o módulo da força F, em Newtons. 
 
6) O motor de um carrinho de controle remoto faz 
uma força de 20N sobre ele, realizando um 
deslocamento horizontal sem haver deslizamento 
entre as rodas e o chão. O carrinho possui uma 
massa de 3kg. Os coeficientes de atrito estático e 
cinético valem, respectivamente, 0,5 e 0,2. 
Considerando g = 10m/s2, determine a força de 
atrito que o chão exerce nas rodas do carrinho. 
 
7) Um caixa de 500kg está sobre uma superfície 
plana e horizontal e sofre a ação de uma força de 
2000N se movendo com uma aceleração de 
0,5m/s2. Determine a intensidade da força de 
atrito entre a caixa e a superfície. 
 
8) Um corpo de massa 1 kg está em repouso. O 
coeficiente de atrito estático e cinético entre o 
corpo e a mesa são, respectivamente, 0,5 e 0,4. 
Considere g = 10 m/s2. Uma força de intensidade 
F é aplicada sobre o corpo. Determine as 
intensidades da força de atrito nos casos: 
a) F = 2N 
b) F = 5N 
c) F = 8N 
 
9) Um bloco de massa 100 kg é puxado por uma 
força F, de intensidade 1000 N, sobre um plano 
horizontal, como mostra a figura. O coeficiente de 
atrito entre o bloco e o plano é  = 0,20. Sendo 
g = 10 m/s2, determine a aceleração adquirida 
pelo bloco. 
 
 
 
 
 
10) Um bloco de 50 kg, em repouso sobre um 
chão horizontal, está na iminência de entrar em 
movimento devido a uma força de 100 N que age 
sobre ele. Sendo g = 10 m/s2, calcule o 
coeficiente de atrito estático entre o chão e o 
objeto. Qual seria o valor deste coeficiente se 
esse bloco estivesse em MRU. 
 
11) Um corpo de massa 10kg move-se num 
plano inclinado sem atrito, sendo: g = 10m/s2, 
sen = 0,60 e cos = 0,80. Calcule a aceleração 
com que ele desce o plano e a intensidade da 
forca normal que o plano exerce sobre ele. 
 
 
 
 
 
 
 
 
O enunciado abaixo serve para resolver as 
questões 12 e 13. 
 
Um homem de peso igual a 600N, apoiado em 
patins é puxado para cima, por meio de uma 
corda, paralela ao plano inclinado. Os atritos são 
desprezíveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12) Se o movimento tem velocidade constante, 
determine o módulo da força aplicada para fazer 
o homem subir. 
 
13) Considere que o movimento do homem 
agora se faz com aceleração de 1m/s2 
ascendente. Determine o módulo da força 
aplicada para fazer o homem subir. 
 
14) No esquema representado na figura abaixo, o 
bloco C tem massa 0,5 kg e está em repouso 
sobre o plano inclinado de 37° com a horizontal, 
preso pelo fio AB. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Não há atrito entre o bloco e o plano. Dados: g = 
10,0 m/s2, sen37º = 0,60 e sen53º = 0,80. 
a) Qual a tração exercida pelo fio? 
b) Cortando-se o fio, qual é a aceleração 
adquirida pelo bloco? 
 
15) Na montagem a seguir o bloco de massa 
desce o plano inclinado com o qual possui um 
coeficiente de atrito de 0,10. Sendo g = 10m/s2, 
sen = 0,60 e cos = 0,80, determine a 
aceleração do bloco. 
 
 
 
 
 
 
 
16) No sistema a seguir, que força deverá ser 
feita na corda 1 para levantar uma massa de 200 
kg? Dado: g = 10 m/s2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17) Um sistema de polias, composto de duas 
polias móveis e uma fixa, é utilizado para 
equilibrar os corpos A e B. As polias e os fios são 
ideais. Determine o peso do corpo B 
considerando o peso do corpo A PA = 500 N. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18) Na figura a seguir, temos uma combinação 
de roldanas móveis e fixas, constituindo uma 
talha exponencial. Determine a força de ação 
(FA), a ser aplicada para erguer e manter em 
equilíbrio uma força de resistência (FR) de 5000N. 
 
 
 
 
 
 
 
 
19) Um sistema de polias é constituído de modo 
que a força necessária para içar um objeto de 1 
tonelada é dezesseis vezes menor. Quantas 
polias soltas existem nessa associação de 
polias? 
20) Diversos aparelhos de musculação possuem 
polias, principalmente os denominados “pulleys”, 
que, em inglês, significa polia. O pulley da 
imagem a seguir tem uma polia móvel ligada ao 
bloco de anilhas e está ajustado para elevar uma 
carga de 2,5 kg. 
 
 
Considerando que uma pessoa, ao utilizar essa 
máquina, aplica uma força no puxador, fazendo 
as anilhas subirem com velocidade constante, e 
que g = 10 m/s2, determine: 
a) a intensidade da força aplicada; 
b) a vantagem mecânica. 
 
21) Muitas máquinas possuem a função de 
diminuir a intensidade da força necessária para 
elevar uma carga. Imagine uma máquina 
composta de um sistema de 4 polias móveis 
acopladas, como na figura seguinte. 
 
 
 
a) Qual é a vantagem mecânica do sistema? 
b) Se a força resistente for de 32 N, qual é a 
força total aplicada pelas cordas no teto e na 
polia fixa durante o equilíbrio? 
 
 
22) Um carrinho de massa 4,0kg descreve, sobre 
uma mesa horizontal e lisa, um movimento 
circular de raio 0,5m, com velocidade constante 
de 3,0m/s. Determine a força centrípeta que atua 
sobre o carrinho. 
 
23) Considere um móvel de massa 5,0kg 
realizando um movimento circular de raio 1,5m 
com velocidade angular de 2,0rad/s. Determine a 
força resultante centrípeta sobre esse móvel. 
 
24) Um móvel de massa 4,0kg, em movimento 
circular uniforme de raio 5,0m, sofre a ação de 
uma força resultante centrípeta de valor 20N. 
Determine a velocidade do móvel. 
 
25) Um veículo de massa 600kg percorre uma 
pista curva de raio 80m. Há atrito de 
escorregamento lateral de coeficiente 0,5. Adote 
g = 10m/s2. Determine a velocidade máxima que 
o veículo pode ter para fazer a curva sem 
derrapar. 
 
26) Considere a figura a seguir, na qual é 
mostrado um piloto acrobata fazendo sua moto 
girar por dentro de um “globo da morte”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ao realizar o movimento de loop dentro do globo 
da morte (ou seja, percorrendo a trajetória ABCD 
mostrada acima), o piloto precisa manter uma 
velocidade mínima de sua moto para que ela não 
caia ao passar pelo ponto mais alto do globo 
(ponto A). Nestas condições, determine a 
velocidade mínima da moto, de forma que ela 
não caia ao passar pelo ponto A, dado que o 
globo da morte tem raio R de 3,6m e a 
aceleração da gravidade vale 10m/s2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
27) A figura representa em plano vertical um 
trecho dos trilhos de uma montanha russa na 
qual um carrinho de massa 100kg passa pelo 
ponto mais alto da curva com velocidade de 
2m/s. 
 
 
 
 
 
 
 
 
O raio da curva, considerada circular, vale 10m. 
Despreze atritos, determine a intensidadeda 
reação normal que o trilho exerce no carrinho. 
Considere g=10m/s2. 
 
28) Em uma estrada, um automóvel de 800 kg 
com velocidade constante de 72km/h se 
aproxima de um fundo de vale, conforme 
esquema a seguir. Sabendo que o raio de 
curvatura nesse fundo de vale é 20m, calcule a 
força de reação da estrada sobre o carro nesse 
ponto. Considere g = 10m/s2. 
 
29) A imagem mostra um veículo em movimento 
circular uniformemente variado. Identifique na 
imagem a força centrípeta, a força tangencial e a 
força resultante. 
 
30) Considere um carrinho de montanha-russa 
que possui um conjunto de rodas em cada apoio 
com o trilho. Desconsiderando os efeitos de atrito 
e a resistência do ar e adotando g = 10 m/s2, 
responda ao que se pede. 
a) Qual seria a velocidade mínima no ponto mais 
alto para se completar um looping em uma 
trajetória com raio de 10 m sem usar rodas de 
proteção? 
b) Caso o carrinho de montanha-russa, com 
massa total de 200 kg, passe pelo ponto mais 
alto do looping com uma velocidade de 5 m/s, 
qual será a intensidade, a direção e o sentido da 
força normal que atua sobre ele? 
31) Um caixote é puxado por uma força F de 
módulo 300N que forma um ângulo  = 45º em 
relação a horizontal, como mostra a figura a 
seguir. Sendo cos 45º = 0,7, determine o trabalho 
realizado pela força F para que o caixote sofra 
um deslocamento de 2m. 
 
 
 
 
 
 
 
32) Um bloco movimenta-se sobre uma superfície 
horizontal, da esquerda para a direita, sofrendo 
um deslocamento de 2m, sob a ação das forças 
mostradas na figura. Considerando F = 20N, FA = 
5N (força de atrito) e FN (normal) = P(peso) = 
30N, determine o trabalho de cada força no 
deslocamento de 2m. 
 
 
 
 
33) Calcule o trabalho necessário para erguer do 
chão um livro de 2 kg até uma altura 2m. Dado: 
g=10m/s2. 
 
34) Considere que, ao praticar escalada, uma 
alpinista de 70 kg percorre uma trajetória vertical 
de 20 m. Admita que g = 10 m/s2. 
 
 
 
Utilizando seus conhecimentos e os dados 
apresentados, responda ao que se pede. 
a) Determine o trabalho realizado pelo peso na 
subida, em joules. 
b) Determine o trabalho realizado pelo peso na 
descida, em joules. 
c) Calcule o trabalho realizado pela força peso, 
em joules, caso a alpinista se desloque 3 m na 
horizontal. 
 
34) Uma mola possui uma constante elástica de 
25 N/m e precisa ser deformada (comprimida) em 
50 cm. Qual será o valor do módulo do trabalho 
realizado a fim de obter essa deformação? 
 
35) O trabalho necessário para elevar o corpo A 
em um movimento vertical para cima é igual, 
maior ou menor do que o trabalho para elevar o 
corpo B? Justifique a sua resposta 
 
 
 
 
 
36) Uma força atuando em uma caixa varia com a 
distância x de acordo com o gráfico. Determine o 
trabalho realizado por essa força para mover a 
caixa da posição 0 até a posição 6 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37) Uma força F realiza um trabalho sobre um 
corpo de 20000J. O fenômeno todo ocorre em 5 
segundos. Qual o módulo da potência, em W, 
realizada pela força? 
 
38) Em um teste de desempenho, o motor de um 
carro de fórmula 1 consegue percorrer, ao longo 
de 10 s, uma distância de 800 m, impulsionada 
por uma força de 5000N. Calcule a potência 
média do motor do carro em kW. 
 
39) Uma empilhadeira transporta do chão até 
uma prateleira localizada a 6 m de altura um 
corpo de 120kg. Todo o processo dura cerca de 
20s. Considerando g = 10 m/s2, determine: 
a) a potência média aplicada ao corpo pela 
empilhadeira durante a elevação do pacote. 
b) o rendimento do motor neste procedimento, 
considerando a potência total do motor no valor 
de 900W. 
 
40) Considere um motor de potência útil igual a 
1,5x105W, funcionando como elevador e 
elevando com velocidade constante, um corpo 
durante 4 x 104s. Determine o trabalho por este 
motor. 
 
 
 
41) Um motor elétrico produz uma potência total 
de 600W. O rendimento deste motor é de 75%. 
Determine a potência útil utilizada pelo motor na 
tarefa para a qual ele foi destinado. 
 
42) Um motor de potência total 1000W é utilizado 
para deslocar uma caixa. A potência utilizada 
nesse procedimento é de 800W. Determine o 
rendimento desse motor. 
 
43) O manual de um veículo indica que sua 
potência máxima é de 76 cv. Suponha que o 
motorista mantenha o veículo com metade dessa 
potência durante um minuto. Nesse intervalo de 
tempo, qual foi o trabalho realizado pela força 
motora do veículo, em kJ? 
Dado: 1 cv = 735 W. 
 
44) O gráfico representa o valor algébrico da 
potência P de uma força F que age sobre um 
corpo, inicialmente em repouso, em função do 
tempo t. 
 
O trabalho realizado por F, no intervalo de tempo 
de 0 até 4,0 s, em joules.