Lista 02

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Professor Sérgio Ricardo Xavier da Silva 
 
FÍSICA MECÂNICA 
01) Uma corda é usada para abaixar verticalmente um bloco de massa M através de uma 
distância d com uma aceleração constante para baixo de g/4. (a) Encontre o trabalho realizado 
pela corda no bloco. (b) Encontre o trabalho realizado pela força da gravidade. 
02) Um elevador de carga pesa 5160 N. Ele é capaz de carregar no máximo 20 passageiros 
desde o solo até o 25º andar de um edifício em 18s. Admitindo que o peso médio de cada 
passageiro seja 710 N e que a distância entre cada andar seja 3,5 m, qual é o mínimo de 
potência constante que o motor do elevador precisa ter? (Suponha que todo o trabalho para 
subir o elevador seja realizado pelo motor e que o elevador não tenha contrapeso). 
03) Uma força atua em uma partícula de 2,80 kg de tal maneira que sua posição como função 
do tempo é dada por x = 3t – 4t
2
 + t
3
, sendo x em metros e t em segundos. (a) Calcule o 
trabalho realizado pela força durante os primeiros 4,0 s. (b) A que taxa instantânea a força está 
realizando sobre a partícula no instante t = 3,0 s? 
04) Um caminhão que perdeu os freios está descendo uma estrada em declive a 130 km/h. 
Felizmente a estrada dispõe de uma rampa de escape, com uma inclinação de 15º. Qual o 
menor comprimento da rampa para que a velocidade do caminhão chegue a zero antes do final 
da rampa? As rampas de escape são quase sempre cobertas com uma grossa camada de 
areia ou cascalho. Por quê? 
05) Uma fotografia tirada de cima mostra a posição de 4 leões 
dentro da jaula, como indica o esquema a seguir. Sabendo que as 
massas são, respectivamente, ml1=ml3=200 kg e ml2=ml4=250 kg, 
determine as coordenadas, no plano xy, do centro de massa 
desses leões. 
06) Duas partículas, de massas M1 = M e M2 = M/2, estão presas 
por uma haste de comprimento L=12 cm e massa desprezível, 
conforme a figura. Qual a distância, em CENTÍMETROS, do 
centro de massa do sistema em relação ao ponto O? 
 
 
 
 
07) Duas partículas de massa m cada uma, estão ligadas entre si e a um eixo de 
rotação em O , por dois bastões delgados de comprimento L e massa M cada 
um, conforme mostrado na figura a seguir. O conjunto gira em torno do eixo de 
rotação com velocidade angular . (a) Determine algebricamente a expressão 
para o momento de inércia do conjunto em relação a O. (b) Determine 
algebricamente a expressão para a energia cinética de rotação do conjunto em 
relação a O. 
08) Um pai empurra um carrossel, exercendo uma força F de módulo igual a 115N em um 
ponto P da borda, a uma distância r = 1,75m do eixo de rotação. A força é exercida em uma 
direção que forma um ângulo de 32º abaixo da horizontal, e a componente horizontal da força, 
dirigida para o interior do carrossel, forma um ângulo de 15º com a tangente do ponto P. 
Encontre o módulo da componente do torque que acelera o brinquedo. 
09) Uma força horizontal F = 12N comprime um bloco pesando P = 5N contra uma parede 
vertical. O coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é μe = 0,60 e o coeficiente de 
atrito cinético é μc = 0,40. Suponha que inicialmente o bloco esteja em repouso. (a) O bloco se 
moverá? (b) Qual a força exercida pela parede sobre o bloco, em notação de vetores unitários? 
10) Um aluno deseja determinar os coeficientes de atrito estático e cinético entre uma caixa e 
uma prancha. Ele coloca a caixa sobre a prancha e lentamente vai levantando uma das 
extremidades da prancha. Quando o ângulo de inclinação faz 30º com a horizontal, a caixa 
começa a deslizar, descendo pela prancha cerca de 2,5m em 4s. Quais são os coeficientes de 
atrito determinados? 
11) A figura a seguir representa um pêndulo cônico, composto por uma pequena esfera 
de massa 0,10kg que gira presa por um fio muito leve e inextensível, descrevendo 
círculos de 0,12m de raio num plano horizontal, localizado a 0,40m do ponto de 
suspensão. (Adote g =10 m/s
2
.) (a) Represente graficamente, as forças que atuam 
sobre a esfera, nomeando-as. Determine o módulo da resultante dessas forças. (b) 
Determine o módulo da velocidade linear da esfera e a frequência do movimento 
circular por ela descrito. 
12) A figura a seguir mostra dois blocos em repouso. O coeficiente de atrito 
estático entre o bloco B, de massa 30kg, e a superfície de apoio é 0,6. Considere 
que a polia e o fio são ideais. Qual o maior valor, em kg, da massa do bloco A 
para que o sistema permaneça em repouso? Dado: g = 10m/s
2 
13) O gráfico velocidade contra tempo, mostrado adiante, representa o 
movimento retilíneo de um carro de massa m=600kg numa estrada molhada. No 
instante t=6s o motorista vê um engarrafamento à sua frente e pisa no freio. O 
carro, então, com as rodas travadas, desliza na pista até parar completamente. 
Despreze a resistência do ar. Qual é o coeficiente de atrito entre os pneus do carro e a pista? 
 
14) Um caixote de massa 20kg está em repouso sobre a carroceria de um caminhão que 
percorre uma estrada plana, horizontal, com velocidade constante de 72km/h. Os coeficientes 
de atrito estático e dinâmico, entre o caixote e o piso da carroceria, são aproximadamente 
iguais e valem µ=0,25. Admitir g=10m/s
2
. (a) Qual a intensidade da força de atrito que está 
atuando no caixote? Justifique. (b) Determine o menor tempo possível para que esse caminhão 
possa frear sem que o caixote escorregue.