Lista 2015 Força e Movimento II resp

Prévia do material em texto

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ - PROJETO EUREKA 
 ENGENHARIA ............................. - FÍSICA GERAL - prof. Luiz Roberto Gomes 
ALUNO: ................................. No. ....... ALUNO: ................................. No. ....... 
 FORÇA E MOVIMENTO II – LISTA 01 - DATA : ......../........./00 
 
 
 
01. Utiliza-se um dinamômetro para exercer uma força horizontal sobre um bloco de massa 0,50 kg, inicialmente em 
repouso sobre um plano horizontal. 
 
 
 
 
 
O coeficiente de atrito estático E = 0,80 e de atrito cinético é C = 0,6. Utilize o diagrama a seguir para esboçar no 
mesmo gráfico a variação de FAE (força de atrito estático) versus F (força aplicada pelo dinamômetro) e FAC (Força de 
atrito cinético) versus F., quando a força aplicada pelo dinamômetro sofrer incrementos de 1,0 N desde 0 até 8 N. 
 FAE,FAC 
 
 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
 
 
02. Uma menina empurra uma caixa numa superfície horizontal coberta de neve. Quando a velocidade da caixa é v = 
2,5 m/s, a menina solta a caixa, que desliza por uma distância d = 6,4 m antes de parar. Determinar o coeficiente de 
atrito cinético entre a caixa e a superfície nevada. µc = 0,049 
 
 
03. Um homem puxa uma caixa de 45 kg num piso horizontal a uma velocidade vetorial constante, por meio de uma 
corda que forma um ângulo de 33o com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o piso é 0,63. 
Determinar a tensão na corda. 240 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
04. Um bloco de 3,4 kg desliza para baixo sobre uma superfície inclinada. O coeficiente de atrito cinético é 0,37. 
Determine: 
 
a) O módulo da força normal 27 N 
 
 
 
 
b) O módulo da força de atrito sobre o bloco 10 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
F 
F 
v 
38o 
05. Um carro com um reboque transporta uma carga solta (não amarrada). O coeficiente de atrito E entre o piso do 
reboque e a carga é 0,7. Quando o caminhão dá a partida num sinal verde, numa rua horizontal, qual deve ser a 
máxima aceleração permitida de modo que a carga não escorregue? 7 m/s2 
 
 
 
 
 
 
 
 
06. Considere um avião subindo, até atingir a altura máxima e descendo em seguida, descrevendo uma trajetória 
circular de raio R. A velocidade constante v do avião é precisamente a que faz com que o piloto se torne 
imponderável quando o avião está em sua altura máxima, isto é, o peso do piloto no referencial do avião é zero. 
Determine, quando o avião se move nesse circulo, o módulo da força Fa, exercida pelo avião sobre o piloto de 
massa 80 kg, sendo  = 15o. 







2
2

mgsenFA
 
 
 
07. Na figura a seguir, o bloco B tem massa m e o carrinho tem massa M. O coeficiente de atrito estático entre o bloco 
e o carrinho é E. Mostre que a força F mínima que impede o bloco de deslizar para baixo enquanto o carrinho 
desliza é dada pela expressão: 
 
 
 
 
 
 
 
08. Um armário de ferramentas com 100 kg incluindo as ferramentas está em repouso sobre o assoalho de uma oficina. 
O coeficiente de atrito entre as superfícies do móvel e do piso é 0,45. 
a) Aplica-se uma força horizontal de 200 N no armário. Faça o diagrama do corpo livre do armário. Ele se 
desloca? Não, pois Famáx = 450 N Nesse caso qual o valor da força de atrito? Fa = 200 N 
b) Qual a menor força capaz de colocar o armário em movimento? 450 N 
c) Retira-se as ferramentas das gavetas do armário que possuem massa total de 60 kg. Qual será agora a força 
necessária para colocar o armário em movimento? 180 N 
 
 
09. Uma força horizontal de 50 N é aplicada a um bloco de 5,0 kg, conforme mostra a figura. O coeficiente de atrito 
cinético entre o par de superfícies é 0,30. 
a) Qual a aceleração do bloco ao se mover para cima, no plano? -2,2 m/s2 
 
b) Mantendo a força horizontal aplicada, que altura o bloco atingirá 
 no plano inclinado, se for fornecida ao bloco uma velocidade 
 inicial de 4,0 m/s? 3,6 m 
 
c) Com os novos dados do item (b) o que acontecerá ao bloco 
depois que alcança o ponto mais alto? 
 
 
10. A figura a seguir mostra a seção reta de uma rodovia que corta a vertente de uma montanha. A linha reta AA’ 
representa a base de um plano ao longo do qual um deslizamento é possível. O bloco B, logo acima da estrada, está 
separado do alto da montanha por uma grande fenda, de forma que apenas a força de atrito entre ele e a base do 
plano evita o deslizamento. A massa do bloco é 1,8.107 kg, o ângulo de inclinação  do plano de deslizamento é 24o 
e o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano é 0,63. 
a) Mostrar que o bloco não deslizará. Mostrar que Px < FAE 
 
b) A água que se infiltra na fenda congela e, ao se expandir, 
 exerce sobre o bloco uma força F paralela a AA’. Que valor 
 mínimo de F iniciará o deslizamento? 2,82.107 N 
 
 
 
 







M
mmg
F 1
min
 B C F 
37o 
 
 
11. O bloco B da figura pesa 711 N. O coeficiente de atrito estático entre B e a superfície horizontal é 0,25. Determine 
o peso máximo do bloco A para o qual o sistema ainda permanece equilibrado. 103 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12. Um bloco pesando 80 N está em repouso sobre um plano com uma inclinação de 20o em relação a horizontal. O 
coeficiente de atrito estático é 0,25 e o cinético é 0,15. 
a) Qual a menor força F paralela ao plano que evitará o 
deslizamento do bloco para baixo? 8,6 N 
 
b) Qual o módulo mínimo de F que iniciará o 
deslocamento do bloco para cima? 46 N 
 
c) Qual o valor de F que faz o bloco, após entrar em 
movimento, manter a subida em MRU? 39 N 
 
 
 
13. Duas massas m1 = 1,65 kg e m2 = 3,30 kg, deslizam para baixo sobre um plano inclinado, conectadas por um bastão 
de massa desprezível, com m1 seguindo m2. O ângulo de inclinação é  = 30o, o coeficiente de atrito cinético entre 
m1 e o plano é 0,226 e entre m2 e o plano é 0,113. Determinar: 
a) A tensão no bastão. 1,07 N 
 
b) A aceleração conjunta das duas massas. 3,62 m/s2 
 
c) Como ficariam as respostas de (a) e (b) se as massas fossem 
 invertidas? 
 
 
 
 
 
14. Um bloco de 4,0 kg é colocado em cima de outro de 5,0 kg. Para fazer o bloco de cima deslizar sobre o de baixo, 
que é mantido fixo, uma força de 12,0 N deve ser aplicada sobre o de cima. O conjunto de blocos é colocado agora 
sobre uma mesa horizontal sem atrito. Determinar: 
a) A força horizontal F máxima que pode ser aplicada ao bloco de baixo 
para que se movimentem juntos. 27 N 
 
 
b) A aceleração resultante nos blocos. 3,,0 m/s2 
 
 
 
15. A figura mostra dois blocos em contato (m = 16,0 kg e M = 88,0 kg) que não estão fixados um ao outro. O 
coeficiente de atrito estático entre eles é 0,380, mas na superfície embaixo de M não há atrito. Qual a menor força 
horizontal F necessária para manter m em contato com M? 498 N 
 
 
 
 
F
 
 
m1 
m2