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FFI0405 Física Geral I Prof. José Pedro Andreeta 4° Lista de exercícios 1) Um corpo de massa M₁ sofre uma aceleração de 4 m/s² quando uma certa força F₀ atua sobre ele. (a) Qual a sua aceleração se a força for duplicada? (b) Um segundo corpo de massa M₂, sujeito a ação da mesma força F₀, sofre uma aceleração de 8 m/s². Qual a razão entre as massas dos dois corpos (M₂/M₁)? 2) Uma força F₀ provoca uma aceleração de 5 m/s² quando atua sobre um corpo de massa m. (a) Calcule o módulo da aceleração desse corpo quando sofre a ação das forças apresentadas na Figura 1(a). (b) Faça o mesmo cálculo para a situação da Figura 1(b). m 90° (a) Superfície sem atrito m F 45° (b) Figura 1 3) Uma força de 10 N atua sobre uma partícula de massa m. Essa partícula parte do repouso e cobre uma distância retilínea de 18 m, em 6 segundos. Qual a massa m dessa partícula? 4) A força gravitacional (força peso) exercida pela Terra sobre um corpo que está na altura h sobre a superfície da Terra pode ser escrita como, 1onde é o raio da Terra (cerca de 6.370 km) e g é a aceleração da gravidade na superfície da Terra (9,81 Calcule a força peso de uma pessoa de 80 kg na (a) superfície da Terra e (b) em uma altura de 300 km acima da superfície da Terra. 5) Dois blocos estão ligados por uma corda, conforme mostra a Figura 2. Considere a massa da corda desprezível e que não há atrito no plano inclinado e no pino onde passa a corda. (a) Calcule a aceleração dos corpos e a tensão na corda em termos de g (aceleração da gravidade) das massas m₁ e m₂ e do ângulo (b) Qual a aceleração dos corpos se 30° e m₁ = m₂ = 5 kg. (c) Agora considere que exista uma força de atrito (com constante de atrito cinética µ) entre o bloco e o plano inclinado e calcule a aceleração dos corpos em termos de g, m₁, µ. T m, 8 Figura 2 6) Considere a situação apresentada na Figura 3. A aceleração de um bloco no ponto A do plano inclinado é de 3 m/s². Assumindo que o coeficiente de atrito cinético seja o mesmo para todo o plano inclinado, determine a aceleração do bloco no ponto B. A B 15° Figura 3 27) Uma mola AB de constante elástica k esta ligada a um suporte em A e a um dispositivo móvel B de massa m, como mostra a Figura 4. O comprimento da mola não esticada é Sabendo que o dispositivo móvel é liberado a partir do repouso em x = x₀ e considerando que não há atrito entre a haste horizontal e o dispositivo móvel, determine a velocidade com que o dispositivo passa através do ponto C. A C Figura 4 8) Durante a prática esportista do lançamento de martelo, a esfera A de 7,1 kg gira a uma velocidade v em um círculo horizontal, como mostra a Figura 5. Se = 0,93 m e Θ = 60°, determine (a) a tensão no bastão BC, (b) a velocidade da esfera A. C A Figura 5 9) Um bloco, de massa específica e altura H, flutua em um fluido de massa específica Pf como mostra a Figura 6. (a) Qual é a altura h da parte submersa do bloco em termos de p, Pf e H. (b) Considerando que 800 kg/m³, Pf = 1.200 kg/m³ e H = 6,0 cm, calcule a altura h. (Obs.: para os cálculos do volume que o bloco tenha um comprimento C e um largura L). 3H S h Figura 6 10) Uma esfera oca de raio interno 8,0 cm e raio externo 9,0 cm flutua com metade do volume submerso em um líquido de massa específica 800 kg/m³. (a) Qual é a massa da esfera? (b) Calcule a massa específica do material de que é feita a esfera. Gabarito 4) (a) F 784,8 N. (b) 715,8 N. Essa equação também pode ser escrita de forma mais simplificada: 48) (a) T = 80 N. (b) v = 2,3 m/s. 9) (a) h = H. (b) h = 4,0 cm. 10) (a) m = 1,2 kg. (b) 1,3 10³ kg/m³. 5