1 exercicio fisica2

Prévia do material em texto

Exercício 1 
 
01.Para empurrar um caixote de 50 kg num piso sem atrito, um operário aplica uma força de 210 N, dirigida 
20° acima da horizontal. Se o caixote se desloca de 3 m, qual o trabalho executado sobre o caixote 
a) pelo operário, 
b) pelo peso do caixote e 
c) pela força normal exercida pelo piso sobre o caixote? 
d) Qual o trabalho total executado sobre o caixote? 
 
02. Uma partícula de massa igual a 2 kg desloca-se ao longo de uma reta. Entre x = 0 e x = 7 m ela está 
sujeita à força F(x) representada no gráfico da Figura. Calcule a velocidade da partícula depois de percorrer 
2,3,4,6 e 7 m, sabendo que sua velocidade para x = 0 é de 3 m/s. 
 
 
03. Uma força age sobre uma partícula de 2,80kg de modo que a posição da partícula como uma função do 
tempo é dada por x = (3,0 m/s)t – (4,0 m/s2)t2 + (1,0 m/s3)t3. Determine o trabalho realizado pela força 
durante os primeiros 4,0s. 
 
04.Uma partícula de massa m = 10 kg acha-se em repouso na origem do eixo Ox, quando passa a agir sobre 
ela uma força resultante F , paralela ao eixo. De x = 0 a x = 4,0 m, a intensidade de F é constante, de modo 
que F = 120 N. De x = 4,0 m em diante, F adquire intensidade que obedece à função: 
F = 360 – 60x (SI) 
a) Trace o gráfico da intensidade de F em função de x. 
b) Determine a velocidade escalar da partícula no ponto de abscissa x = 7,0 m. 
 
05. Uma mola “rígida” tem uma lei de força dada por F = – kx3. O trabalho necessário para distender a mola 
desde a sua posição relaxada x = 0 até ao comprimento distendido x = L é Wo. No que diz respeito a Wo, 
qual é o trabalho necessário para distender a mola do comprimento distendido L até ao comprimento 2L? 
 
06.A força exercida num objeto é F(x) = F0(x/x0 -1). Calcule o trabalho realizado para deslocar o objeto de x 
= 0 até x = 2x0 
a) fazendo um gráfico de F(x) e determinando a área sob a curva e 
b) calculando a integral analiticamente. 
 
07.Qual o trabalho realizado por uma força dada em Newtons por 
ˆ ˆF 2xi 3j 
, onde x está em metros, que 
é exercida sobre uma partícula enquanto ela se move da posição, em metros, 
1
ˆ ˆr 2i 3j 
para a posição (em 
metros) 
2
ˆ ˆr 4i 3j  
 
 
08. Observa-se que uma certa mola não obedece à Lei de Hooke. A força (em Newtons) que ela exerce 
quando esticada de uma distância x (em metros) possui uma intensidade igual a 52,8x + 38,4x
2
 na direção 
contraria ao alongamento. 
a) Calcule o trabalho necessário para alongar a mola de x = 0,50 m até 1,00 m. 
b) Com uma das extremidades da mola fixa, uma partícula de massa igual a 2,17 kg é presa à outra 
extremidade da mola quando esta é esticada de uma distância x = 1,00 m. Se a partícula for solta do repouso 
neste instante, qual será a sua velocidade no instante em que a mola tiver retornado à configuração na qual 
seu alongamento é de x = 0,50 m? 
c) A força exercida pela mola é conservativa ou não-conservativa? Explique. 
 
 
09. Uma corrente é mantida sobre uma mesa sem atrito, ficando um quarto do seu comprimento 
dependurado na borda (veja figura). O comprimento da corrente é L e sua massa m; que trabalho é 
necessário para puxar para o tampo da mesa a parte dependurada? 
 
10. Uma partícula se move no plano xy, sob a ação da força 
1
ˆ ˆF 10yi 10xj 
, onde 
1F 
e medido é N, e x em 
m. 
a) Calcule o trabalho realizado por 
1F 
ao longo do quadrado indicado na Figura. 
b) Faça o mesmo para 
2
ˆ ˆF 10yi 10xj 
. 
c) O que você pode concluir a partir de (a) e (b) sobre o caráter conservativo ou não de 
1F 
e 
2F
?