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física i ExErcícios das aulas 13 a 16 Gil da Costa Marques ExErcício 1 No instante t = 0 um pacote de massa m = 500g é solto de um avião humanitário de uma altura H = 845m. A velocidade do avião e cons- tante v→0 = (60 m/s) × i → + 0 × j→ v0 → y x0 h m Adotar g = 10 m/s² e considerar nula a resistência do ar em relação à queda do pacote. Determinar as equações horárias x(t) e y(t). ExErcício 2 Um carrinho de massa m = 40 kg é posto em movimento num piso horizontal sob ação da força externa horizontal Fext = 300N conforme esquematizado. As rodas do carrinho encontram-se travadas e sofrem ação do atrito com a pista, cuja intensidade é 240N. Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 2 Rodas travadas. Atrito não desprezível. mFext → Adotar g = 10 N/kg = 10 m/s². a. Determinar a aceleração resultante no carrinho. b. Se após 10 segundos a força F deixar de atuar, depois de quanto tempo o carrinho irá parar? ExErcício 3 O esquema ilustra a força F → 0 = F0 j → puxando um fio ligado a um bloco de massa m = 2,0 kg. O sistema adquire a aceleração a→ = (1,2) j→ ( m/s²). O campo gravitacional local é considerado ser g = 10 N/kg = 10 m/s². m F0 → a → i → j → Adotando g→ = –10 j→ (m/s² ) determinar: a. A força resultante no bloco. b. O peso do bloco. c. A intensidade F0 da força F → 0. Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 3 ExErcício 4 Uma manga de massa m = 0,40 kg desprende-se de um galho da man- gueira e cai em “queda livre” de uma altura H = 5 m. Admitir g = 10 N/kg. a. Qual a aceleração de queda? b. Com que velocidade ela atinge o solo? ExErcício 5 A figura esquematiza um bloco A (em cima do tampo de uma mesa) ligado a outro bloco B por meio de um fio (fino, leve e inextensível) que passa por uma polia sem atrito nos eixos. A B ma = 3,0 kg mb = 2,0 kg g = 10 N/kg Determinar a aceleração de cada bloco nas seguintes situações: a. quando a força de atrito entre a superfície inferior do bloco A e o tampo da mesa tiver intensidade Fat = 5 N. b. quando se despreza o atrito entre o bloco A e o tampo da mesa. ExErcício 6 Os dois carrinhos, A e B, unidos por um fio tenso, movem-se em traje- tória retilínea e horizontal com aceleração escalar comum de módulo a = 2 m/s². Desprezar atritos. Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 4 A (3 kg) aceleração a = 2 m/s2 B (2 kg) Fio tenso Fext = ? → a. Qual a intensidade da força horizontal externa F→ext? b. Qual a intensidade da força tensora no fio que os une? ExErcício 7 Um carro com massa total m = 800 kg move-se a 90 km/h (25 m/s) em uma pista horizontal quando o motorista pisa nos freios e as rodas são trancadas bruscamente, introduzindo uma força de atrito total ( Fat = μ × N ) onde μ = 0,75 é o coeficiente de atrito entre os pneus e o asfalto. Determinar: a. A aceleração do carro durante a frenagem. b. O espaço percorrido pelo carro até parar. ExErcício 8 No objeto de massa m = 200 kg atuam diversas forças; a resultante delas é R → = 100 i → (N). a. Qual a aceleração resultante no objeto? b. Se o objeto estava inicialmente em repouso, qual a sua velocidade depois de 5s. ExErcício 9 Uma pessoa empurra um carrinho com massa total M = 30 kg apli- cando uma força F = 7,5 newtons conforme ilustra a figura. Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 5 m = 30 kgF → y x 370 Admitindo desprezível de atrito entre as rodas e o piso, calcular a ace- leração resultante no carrinho. Dados: g = 10 m/s²; cos37° = 0,80 e sen37º = 0,60 ExErcício 10 No início do lançamento, o empuxo dos gases expelidos sobre um foguete de massa m = 1,5 × 106 kg tem intensidade F = 3,3 × 107 newtons, orientado verticalmente para cima. Qual a aceleração inicial do foguete? ExErcício 11 O conjunto “trenó-criança” tem massa m = 30 kg; ele é puxado por uma força tensora T = 50 newtons, conforme ilustra a figura. y x370 T = 50 N Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 6 Se a força de atrito que dificulta o movimento é de 10 newtons, calcular: a. A aceleração resultante no trenó. b. A reação normal sobre o trenó. ExErcício 12 Três carrinhos de supermercado - A (100 kg), B (50 kg) e C (100 kg) - são puxados num piso horizontal por uma força F → horizontal aplicada no carrinho C. Os carrinhos são ligados entre si por fios leves e resistentes, que são mantidos na horizontal durante o movimento. A B Desprezar atrito F →C A força tensora no fio que une os carrinhos A e B tem intensidade T = 40 N. Determinar: a. a aceleração dos carrinhos. b. a força tensora no fio que une os carrinhos B e C. c. a intensidade F da força que puxa o carrinho C. Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 7Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 – Gabarito gabarito ExErcício 1 R. x(t) = 60.t y(t) = 845 -5t² (SI) ExErcício 3 a. R → = 2,4. j → (N). b. P → = - 20. j →. c. F → 0 = (22,4). j →. ExErcício 4 a. a→ = – g. j→ ou seja, ay = – g. b. v→ = – 10. j→ (m/s) ExErcício 5 a. a = 3,0 m/s² b. a = 4 m/s². ExErcício 6 a. Fext = 10 newtons. b. T = 6 newtons. ExErcício 7 a. a→ = 0 . i→ – 7,5 . i→ (m/s²) b. x ≅ 42 m Física I / Exercícios das Aulas 13 a 16 – Gabarito ExErcício 8 a. a→ = 0,5· i→ (m/s²) b. v = 2,5 m/s. ExErcício 9 R. a = 0,2 m/s², horizontal para a direita. ExErcício 10 R. a = 12 m/s², vertical para cima. ExErcício 12 a. a = 0,4 m/s, horizontal para a direita. b. TeC = 60 N. c. F = 100 N.
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