4° LISTA DE EXERCÍCIOS

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QUARTA LISTA DE EXERCÍCIOS ( LEIS DE NEWTON ) 
 
1. A figura a seguir representa, em escala, as forças ù e ù‚ que atuam sobre um objeto de massa 
m=1,0kg. 
 Determine: 
a) o módulo da força resultante que atua sobre o objeto; 
b) o módulo da aceleração que a força resultante imprime ao objeto. 
 
2. A velocidade de um automóvel de massa M=800kg numa avenida entre dois sinais luminosos é dada 
pela curva adiante. 
 a) Qual é a força resultante sobre o automóvel em t=5s, em t=40s e t=62s? 
b) Qual é a distância entre os dois sinais luminosos? 
 
3. Considere uma caixa em repouso sobre um plano horizontal na superfície terrestre. Mostre, através de 
um esquema, as forças que aparecem nos vários corpos, indicando os pares ação-reação. 
 
4. Uma pessoa idosa, de 68kg, ao se pesar, o faz apoiada em sua bengala como mostra a figura. 
 Com a pessoa em repouso a leitura da balança é de 650N. Considere g=10m/s£. 
a) Supondo que a força exercida pela bengala sobre a pessoa seja vertical, calcule o seu módulo e 
determine o seu sentido. 
b) Calcule o módulo da força que a balança exerce sobre a pessoa e determine a sua direção e o seu 
sentido. 
 
 
5. Artêmis apresentou, em um dos seus trabalhos submetidos a uma revista de ensino de Física, uma 
análise dos conceitos físicos que aparecem nos desenhos animados. Dentre os casos que ela abordou, um 
particularmente interessante foi sobre a distraída Pantera Cor-de-Rosa. Nas suas ilustrações, Artêmis pôde 
registrar duas situações distintas de um episódio: 
- na primeira situação (figura 1), fisicamente possível, a Pantera encontra-se subindo um edifício com o 
auxílio de um elevador rudimentar e, nessa situação, ela precisa exercer uma força na corda para erguer-
se. Ao chegar ao topo do edifício, a distraída Pantera solta a corda e cai em queda livre juntamente com o 
elevador. 
- na segunda situação (figura 2), fisicamente impossível, tem-se ilustrado o forte impacto do elevador ao 
se chocar com o solo, enquanto a Pantera livra-se dessa situação mortal dando um pequeno salto para fora 
do elevador. 
 Diante das situações apresentadas, 
a) justifique o motivo pelo qual a situação da figura 2 é fisicamente impossível. 
b) esboce, separadamente, diagramas de forças que atuam na Pantera e no elevador durante a subida 
(figura 1). Considere que a roldana e a corda são ideais, há ausência de atrito no eixo da roldana e que a 
subida é feita com velocidade constante. 
c) determine a expressão literal da força que a Pantera fez na corda para conseguir erguer-se com o 
elevador, com velocidade constante. Considere M a massa da Pantera, m a massa do elevador e g a 
aceleração local da gravidade. 
 
6. Dois blocos idênticos, unidos por um fio de massa desprezível, jazem sobre uma mesa lisa e horizontal 
conforme mostra a figura a seguir. A força máxima a que esse fio pode resistir é 20N. 
Qual o valor máximo da força F que se poderá aplicar a um dos blocos, na mesma direção do fio, sem 
romper o fio? 
 7. Calcule a razão m/m‚ das massas dos blocos para que, em qualquer posição, o sistema sem atrito 
representado na figura abaixo esteja sempre em equilíbrio. Multiplique o valor calculado por 10 e 
despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista. 
 
 
8. 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£ 
 
9. Um carro de 800kg andando a 108km/h, freia bruscamente e pára em 5,0s. 
a) Qual é a aceleração do carro? 
b) Qual o valor da força de atrito que atua sobre o carro? 
 
10. Para investigar o geotropismo (resposta à gravidade) das partes aéreas das plantas, um pesquisador 
colocou duas sementes idênticas para germinar em pontos opostos, I e II, de um plataforma horizontal 
circular, que foi mantida em movimento de rotação, com velocidade angular Ÿ constante, durante várias 
semanas. Outros fatores, como iluminação, temperatura, umidade, etc., foram idênticos para as duas 
plantas durante o experimento. Ao final, parando-se a plataforma, observou-se que as plântulas cresceram 
nas direções mostradas na figura adiante. A distância entre cada um dos vasos e o eixo de rotação é R e o 
valor da aceleração local da gravidade é g. 
a) Redesenhe as duas plântulas (a plataforma não é necessária) e represente, por meio de vetores 
aplicados aos pontos I e II, a respectiva aceleração g' da gravidade simulada a que cada plântula 
respondeu em quanto estava em rotação. 
b) Mostre que o valor do ângulo š pode ser determinado pela relação tgš=Ÿ£R/g. 
 11. Uma bola de massa 1,0kg, presa à extremidade livre de uma mola esticada de constante elástica 
k=2000N/m, descreve um movimento circular e uniforme de raio r=0,50m com velocidade v=10m/s sobre 
uma mesa horizontal e sem atrito. A outra extremidade da mola esta presa a um pino em O, segundo a 
figura a seguir. 
a) Determine o valor da força que a mola aplica na bola para que esta realize o movimento descrito. 
b) Qual era o comprimento original da mola antes de ter sido esticada? 
 
 
12. A figura adiante mostra um sistema constituído por fios inextensíveis e duas roldanas, todos de massa 
desprezível. A roldana A é móvel, e a roldana B é fixa. 
 Calcule o valor da massa m para que o sistema permaneça em equilíbrio estático. 
 
13. Um dinamômetro possui suas duas extremidades presas a duas cordas. Duas pessoas puxam as cordas 
na mesma direção e sentidos opostos, com força de mesma intensidade F=100N. Quanto marcará o 
dinamômetro? 
 
 
14. Uma escada MN encontra-se em equilíbrio, apoiada em uma parede lisa. A figura mostra a força ù 
exercida pela parede sobre a escada, e o peso P vetorial da escada. Represente a força Q vetorial, que o 
chão exerce na escada. 
 15. A figura a seguir mostra um bloco que está sendo pressionado contra uma parede vertical com força 
horizontal ù e que desliza para baixo com velocidade constante. Faça o diagrama de forças que atuam 
nesse bloco. 
 16. O sistema indicado na figura a seguir, onde as polias são ideais, permanece em repouso graças a força 
de atrito entre o corpo de 10kg e a superfície de apoio. Qual é o valor da força de atrito ? 
 
 
17. Uma criança de 30kg começa a descer um escorregador inclinado de 30° em relação ao solo 
horizontal. O coeficiente de atrito dinâmico entre o escorregador e a roupa da criança é (Ë3)/3 e a 
aceleração local da gravidade é 10m/s£. Após o início da descida, mostre que o movimento da criança 
enquanto escorrega, é uniforme. 
 
 
18. Um bloco é lançado no ponto A, sobre uma superfície horizontal com atrito, e desloca-se para C. 
Faça um diagrama que representa as forças que atuam sobre o bloco, quando esse bloco está passando 
pelo ponto B. 
 19. No arranjo representado no esquema, considere as polias e os fios ideais. Considere também os 
valores indicados no esquema. 
 Qual é o valor da tração nos fios 1 e 2 ? 
 
20. Pela associação de roldanas fixas e móveis, uma pessoa pode levantar pesos muito grandes, acima de 
sua capacidade muscular. Por isso, vê-se, com freqüência, sistemas de roldanas sendo utilizados em 
canteiros de obras de construção civil. 
Suponha que a figura adiante represente o sistema utilizado pelos operários de uma obra, para erguer, do 
solo até o segundo pavimento, um elevador de material de construção, com peso de 100kgf. 
 
Qual é o valor da força F necessária para suspender o peso P, de modo que o movimento de subida seja 
uniforme?