Lista 2 Leis de Newton e Aplicações

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Disciplina: Física Geral e Experimental (FIS010 e FIS013) 
Cursos: QLI e BLI – 2° semestre/2016 
Professor: João Ricardo Neves da Silva 
 
 
Lista de Exercícios 2 – Leis de Newton e Aplicações 
 
Entregar no dia 28/09/2017 
 
1.) 
 
 
 
 
 
2.) 
 
 
 
3.) Você puxa um pequeno refrigerador com uma força constante F através de um 
chão lubrificado (sem atrito), com F horizontal (caso1), ou com F inclinada para 
cima com um ângulo  (caso2). 
 
(a) Qual a razão entre a velocidade do refrigerador no caso 2 e sua velocidade no 
caso 1, se ele for puxado por um certo tempo t? 
(b) Qual é esta razão se for puxado por uma certa distância d? 
 
 
Resposta: (a) 
cos
2
1 
v
v
 
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Professor: João Ricardo Neves da Silva 
 
 
 (b) 
cos
2
1 
v
v
 
 
4.) Um elevador pesando 2800 kg é puxado para cima, por um cabo, com uma 
aceleração de 1,2 m/s2. 
 
(a) Calcule a tensão no cabo 
(b) Qual a tensão no cabo, quando o elevador, ainda subindo, desacelera a 1,2 m/s2 
 
Resposta: (a) 31 kN 
(b) 24,1 kN. 
 
5.) Uma pessoa de 80 kg salta de pára-quedas e experimenta uma aceleração, para 
baixo, de 2,5 m/s2. O para-quedas tem 5 kg de massa. 
 
(a) Qual a força exercida, para cima, pelo ar sobre o pára-quedas? 
(b) Qual a força exercida, para baixo, pela pessoa sobre o pára-quedas? 
 
Resposta: (a) F = 620 N 
 (b) F = 580 N 
 
6.) Imagine um módulo de aterrisagem se aproximando da superfície de Calisto, 
uma das luas de Júpiter. Se o motor fornece uma força para cima (empuxo) de 3260 N, 
o módulo desce com velocidade constante; se o motor fornece apenas 2200 N, o módulo 
desce com uma aceleração de 0,39 m/s2 
 
(a) Qual o peso do módulo de aterrisagem nas proximidades da superfície de Callisto? 
(b) Qual a massa do módulo? 
(c.) Qual a aceleração em queda livre, próxima à superfície de Callisto? 
 
Resposta: (a) 3260 N 
 (b) 2,7 x 103 kg 
 (c) 1,2 m/s2 
 
7.) Uma corrente formada por cinco elos, com massa de 0,100 kg cada um, é 
levantada verticalmente com uma aceleração constante de 2,5 m/s2. Determine: 
 
(a) As forças que atuam entre os elos adjacentes. 
(b) A força F exercida sobre o elo superior pela pessoa que levanta a corrente 
(c) A força resultante que acelera cada elo. 
 
Resposta: (a) Elo 5 = 1,23 N; Elo 4 = 2,46 N; Elo 3 = 3,69 N; Elo 2 = 4,92 N 
 (b) Elo 1 = 6,15 N 
 (c) F = 0,25 N 
 
 
 
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8.) Durante a preparação para uma competição de patinação no gelo, um casal 
de patinadores pretendia realizar uma acrobacia que exigia uma colisão entre eles. Para 
tanto, eles resolveram executar a seguinte sequência de movimentos: Inicialmente, o 
patinador ficaria em repouso, enquanto sua companheira se deslocaria em linha reta, 
em sua direção, com velocidade constante igual 10m/s e, em um dado instante, ela 
colidiria com ele, que a tomaria nos braços e os dois passariam a se deslocar juntos 
com determinada velocidade, como previsto pala Lei de Conservação da Quantidade 
de Movimento. A Figura abaixo ilustra as situações descritas no texto. 
 
 
 
Considere que a massa do patinador é igual a 60kg e a da patinadora é igual a 40kg e 
que, para executar a acrobacia planejada, após a colisão eles de veriam atingir uma 
velocidade de 5,0m/s. Considere ainda que o atrito entre os patins e a pista de 
patinação é desprezível. 
 
Diante do exposto: 
 
a) Identifique qual o tipo de colisão que ocorre entre o casal de patinadores e 
justifique sua resposta. 
b) A partir do cálculo da velocidade do casal após a colisão, explique se é ou não 
possível a realização da acrobacia planejada por eles. 
 
9.) Uma força horizontal de 12 N comprime um bloco pesando 5,0 N contra uma 
parede vertical. O coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é de 0,60 e o 
coeficiente de atrito cinético é 0,40. Suponha que inicialmente o bloco não esteja em 
movimento. 
 
(a) O bloco se moverá? 
(b) Qual a força exercida pela parede sobre o bloco, em notação de vetores 
unitários? 
 
 
Resposta: (a) A força de atrito estático máxima será Fate = 7,2N. Conclua a partir 
disso. 
 (b) FR = -12i +5j 
 
Resposta: 9,9 s 
 
 
10.) Uma granada está em repouso sobre um plano horizontal sem atrito. Ela 
explode emtrês pedaços de massasm m1, m2 e m3. Após a explosão, que se deu no 
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ponto D, o pedaço de massa m1 se movimenta na direção e no sentido do eixo Y, com 
velocidade v1, enquanto o pedaço de massa m2 se movimenta na direção e sentido do 
eixo X, com velocidade v2. Sabendo que m1 = m2 e que vi = v2, indique a direção e o 
sentido de m3 logo após a explosão. 
 
11.) Um duble dirige um carro sobre o alto de uma montanha, cuja seção reta 
é aproximadamente um círculo de 250m de raio, conforme a figura ao lado. Qual a 
maior velocidade em que pode dirigir o carro sem sair da estrada, no alto da montanha? 
 
 
Resposta: 
smrgv /49,49
v 
 
 
12.) 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 30° com a horizontal, a caixa começa a deslizar, descendo pela 
prancha cerca de 2,5m em 4s. Quais são os coeficientes de atrito determinados? 
 
Resposta: (a) 0,58 
(b) 0,54 
 
 
13.) Um pêndulo cônico é formado por uma massa 
de 50g presa a um cordão de 1,2m. A massa gira 
formando um círculo horizontal de 25 cm de raio. 
 
a) Qual a sua aceleração? 
b) Qual a sua velocidade 
c) Qual a tensão no cordão 
 
Resposta: (a) 2,08m/s2 
 (b) 0,72 m/s 
(c) 0,499N 
 
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14.) Um dublê dirige um carro sobre o alto de uma montanha cuja seção reta é 
aproximadamente um círculo de 250m de raio, conforme a figura a seguir. Qual 
a maior velocidade que pode dirigir o carro sem sair da estrada, no alto da 
montanha? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resposta: 178,19Km/h 
 
 
15.) Na brincadeira conhecida como cabo-de-guerra, dois grupos de palhaços 
utilizam uma corda ideal que apresenta um nó no seu ponto mediano. O gráfico 
abaixo mostra a variação da intensidade da resultante F das forças aplicadas 
sobre o nó, em função da sua posição x. 
 
 
 
Considere que a força resultante e o deslocamento sejam paralelos. 
Determine o trabalho realizado por F no deslocamento entre 2,0 e 9,0 m. 
 
16.) Um objeto de 2,0 kg cai da janela de um apartamento até uma laje que 
está 4,0 m abaixo do ponto de início da queda. Se a aceleração da gravidade for 
9,8 m/s2, qual será o trabalho realizado pela força gravitacional ? 
 
17.) Um esquiador (massa = m) parte do repouso no ponto A e desliza sem 
atrito pela encosta de secção circular de raio R. Como a aceleração 
gravitacional vale g, a expressão que permite determinar o valor da velocidade 
dele ao passar pelo ponto B da encosta é: 
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