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Professor: Jheison Lopes dos Santos Disciplina: Física Geral “Lembre-se: Muito difícil é completamente diferente de impossível” Jheison Lopes 4ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA GERAL – LEIS DE NEWTON 1- Calcule o sentido, a intensidade e a direção da(s) força(s) necessária(s) para que haja equilíbrio nas situações abaixo. a) F1 = 4N F2 = 7N b) F1 = 100N F2 = 160N 45º c) F1 = 450N F4 = 250N F2 = 280N F3 = 450N d) F1 = 300 N F2 = 400 N F3 = 500 N F4 = 400 N 2- Um veículo de massa m = 1200kg é suspenso verticalmente por uma mola de constante elástica k = 6000N/m. Calcule a deformação causada na mola para que o veículo esteja em equilíbrio, desprezando-se a resistência do ar e considerando a aceleração da gravidade g = 9,8 m/s². 3- Calcule o módulo da aceleração dos objetos a seguir, quando: (OBS.: para algumas questões, será necessária uma visão tridimensional) a) Um corpo de massa m = 0,5kg é submetido às forças F1 e F2, como ilustra a figura. F1 = 4N F2 = 7N b) Um navio quebra-gelo de m = massa 425 kg está submetido às forças F1 e F2, realizadas por dois rebocadores, como ilustra a figura. F1 = 150N F2 = 260N 30º c) Uma chapa de aço de massa m = 100kg é tensionada conforme a ilustração. F1 = 725N F4 = 370N F2 = 410N F3 = 600N Professor: Jheison Lopes dos Santos Disciplina: Física Geral “Lembre-se: Muito difícil é completamente diferente de impossível” Jheison Lopes d) Um móvel de massa m = 120kg é puxado por uma força F = 300N sobre uma superfície horizontal contendo atrito, cujo coeficiente de atrito cinético é µc = 0,30, e com aceleração da gravidade g = 9,8 m/s². N Fat F = 300N P 4- Deseja-se equilibrar uma esfera de concreto no topo de um prédio. Tal corpo será submetido a várias forças, de acordo com a figura abaixo. Determine, mediante a análise da situação abaixo, quais devem ser os valores de F1 e F3 para que o corpo esteja em equilíbrio. F1 = ?? F5 = 40N 45º F3 = ?? ---------------------- F2 = 20N 30º F6 = 45N F4 = 35N 5- Determine a deformação máxima que uma mola de constante elástica K deve sofrer para manter em equilíbrio estático um bloco de massa m em um plano inclinado de um ângulo α com a horizontal, submetido a uma aceleração da gravidade g. Analise tal situação considerando que não haja atrito. 6- A figura abaixo representa a máquina de Atwood. Determine a aceleração do conjunto, bem como o valor da Tração no fio, que é ideal (inextensível e sem massa). 7- Considere que o sistema abaixo está em equilíbrio. Determine o módulo da tração na corda 2, sendo que o módulo da tração na corda 1 vale 300 N. DADOS: sen 37° = cos 53° = 0,6 ; sen 53° = cos 37° = 0,8. Professor: Jheison Lopes dos Santos Disciplina: Física Geral “Lembre-se: Muito difícil é completamente diferente de impossível” Jheison Lopes 8- Em uma dada configuração, um objeto de 80 N de peso está suspenso e em equilíbrio por fios ideais. Determine a intensidade das forças de tração suportadas pelos fios AB e AC. Considere cos 30° = 0,8 e sen 45° = cos 45º = 0,7. 9- Um corpo de peso P é sustentado por duas cordas inextensíveis. Sabendo que a tração na corda AB é de 80 N, calcule o valor do peso P e a tração na corda BC. 10- Em um determinado sistema em equilíbrio, um peso P está preso ao fio AB por uma argola. Despreze os atritos e calcule as trações nos fios AO e BO. DADOS: P = 100 N; sen 30° = 0,5 e cos 30º = 0,8. 11- No sistema representado a seguir, as cordas A, B e C têm massa desprezível e são inextensíveis. As cordas A e B estão presas no teto horizontal e se unem à corda C no ponto P. A corda C tem preso à sua extremidade um objeto de massa 10 kg. Determine a tração em cada um dos fios. 12- Sobre a superfície horizontal, empurra-se um bloco de 1,2 kg através da aplicação de uma força de 10 N conforme indicado abaixo. Calcule o módulo da força normal exercida pela superfície sobre o bloco. 13- O sistema representado na figura é abandonado sem velocidade inicial. Os três blocos têm massas iguais. Os fios e a roldana são ideais, e são desprezíveis os atritos no eixo da Professor: Jheison Lopes dos Santos Disciplina: Física Geral “Lembre-se: Muito difícil é completamente diferente de impossível” Jheison Lopes roldana. São também desprezíveis os atritos entre os blocos (2) e (3) e a superfície horizontal na qual estão apoiados. O sistema parte do repouso e o bloco (1) adquire uma aceleração de módulo igual a a. Após alguns instantes, rompe-se o fio que liga os blocos (2) e (3). A partir de então, a aceleração do bloco (1) passa a ter um módulo igual a a'. Calcule a razão a'/a. 14- Um bloco de massa m é abaixado e levantado por meio de um fio ideal. Inicialmente, o bloco é abaixado com aceleração constante vertical, para baixo, de módulo a (por hipótese, menor do que o módulo g da aceleração da gravidade), como mostra a figura 1. Em seguida, o bloco é levantado com aceleração constante vertical, para cima, também de módulo a, como mostra a figura 2. Sejam T a tração do fio na descida e T' a tração do fio na subida, calcule a razão T'/T em função de a e g. 15- Três blocos idênticos, A, B e C, cada um de massa M, deslocam-se sobre uma superfície plana com uma velocidade de módulo v constante. Os blocos estão interligados pelas cordas 1 e 2 e são arrastados por um homem, conforme indicado a seguir. O coeficiente de atrito cinético entre os blocos e a superfície é µ e a aceleração da gravidade local é g. Calcule o que se pede em termos dos parâmetros fornecidos: a) O módulo da aceleração do bloco B; b) O módulo da força de tensão T na corda 2. 16- Considere um bloco A (mA = 2,0 kg), ligado a um bloco B (mB = 1,0 kg), por uma corda inextensível de massa desprezível. O coeficiente de atrito cinético entre cada bloco e a mesa é µc. Uma força F = 18,0 N é aplicada ao bloco B, fazendo com que ambos se movam com velocidade constante. Considerando g = 10 m/s², calcule: a) O coeficiente de atrito µc. b) O módulo da tração T no fio. 17- Deseja-se manter um bloco em repouso sobre um plano inclinado 30° com a horizontal. Para isso, como os atritos entre o bloco e o plano inclinado são desprezíveis, é necessário aplicar sobre o bloco uma força. Numa primeira experiência, mantém-se o bloco em repouso aplicando uma força horizontal F, cujo sentido está indicado na figura 1. Numa segunda experiência, mantém-se o bloco em repouso aplicando uma força F' paralela ao plano inclinado, cujo sentido está indicado na figura 2. Calcule a razão F '/F. Professor: Jheison Lopes dos Santos Disciplina: Física Geral “Lembre-se: Muito difícil é completamente diferente de impossível” Jheison Lopes 18- Considere dois blocos A e B, com massas mA e mB respectivamente, em um plano inclinado de 30°, como apresentado na figura. Desprezando forças de atrito, representando a aceleração da gravidade por g: (a) Determine a razão mA/mB para que os blocos A e B permaneçam em equilíbrio estático; (b) Determine a razão mA/mB para que o bloco A desça o plano com aceleração g/4. 19- Um passageiro está no interiorde um elevador que desce verticalmente, com aceleração constante a. Se a vale 1/5 da aceleração da gravidade, ou seja a = g/5, determine a razão entre a intensidade da força que o piso do elevador exerce sobre o passageiro (força Normal) e o peso do passageiro. 20- No esquema abaixo, os corpos A e B têm massas mA e mB, o fio tem massa desprezível e a aceleração local da gravidade é g. O coeficiente de atrito estático entre o corpo A e a superfície inclinada em que se apoia é µ. O sistema é abandonado do repouso. Para permanecer em repouso, determine a massa máxima do corpo B. 21- Três blocos A, B e C de massas 4 kg, 6 kg e 8 kg, respectivamente, são dispostos, conforme representado no desenho abaixo, em um local onde a aceleração da gravidade g vale 10m/s². Desprezando todas as forças de atrito e considerando ideais as polias e os fios, determine a intensidade da força horizontal F que deve ser aplicada ao bloco A, para que o bloco C suba verticalmente com uma aceleração constante de 2m/s². 22- O conhecido sistema de freios ABS (do alemão “Antiblockier-Bremssystem”) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que elas não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu. Não havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é estática, e seu valor máximo é sempre maior que a força de atrito cinético. O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é μe = 0,80 e o cinético vale μc = 0,60. Sendo g = 10 m/s² e a massa do carro m = 1200 kg, calcule o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético. 23- Os blocos A e B abaixo estão parados sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa. Em uma primeira experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a direita sobre o bloco A, e observa-se que o bloco B fica Professor: Jheison Lopes dos Santos Disciplina: Física Geral “Lembre-se: Muito difícil é completamente diferente de impossível” Jheison Lopes sujeito a uma força de intensidade f1. Em uma segunda experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a esquerda sobre o bloco B, e observa-se que o bloco A fica sujeito a uma força de intensidade f2. Sendo o valor da massa do bloco A triplo do valor da massa do bloco B, calcule a razão f1/f2. 24- A figura abaixo mostra um corpo de peso P = 2800 N suspenso por dois cabos AB e AC em equilíbrio. A rigidez da mola do cabo AC é 10 kN/m. Determine a deformação da mola. Adote √3 = 1,73 e √2 = 1,41.
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