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Física 1 fiscol0310-R CPV Dinâmica 01. Um corpo é submetido simultaneamente a duas forças, de intensidades 9N e 12N, respectivamente. Determine a intensidade da resultante agente no corpo, nos seguintes casos: a) as forças têm a mesma direção e o mesmo sentido; b) as forças têm a mesma direção e sentidos opostos; c) as forças são perpendiculares entre si; d) as forças possuem direções que formam entre si um ângulo de 60º. Resolução: R = ® F1 + ® F2 a) R = F1 + F2 = 9 + 12 = 21N b) R = F2 – F1 = 12 – 9 = 3N c) R2 = F1 2 + F2 2 Þ R2 = 92 + 122 R2 = 81 + 144 = 225 Þ R = 15N d) R2 = F1 2 + F2 2 + 2 F1 . F2 . cos 60º R2 = 92 + 122 + 2 . 9 . 12 . 1 2 R2 = 81 + 144 + 108 Þ R ~~ 18,2 N ® F1 ® F2 ® R ® F2 ® R ® F1 ® F2 ® F1 ® R 60º ® R ® F2 ® F1 02. (FUVEST-SP) Um projétil descreve uma trajetória parabólica, como indica a figura. A resistência do ar é desprezível. A resultante das forças que agem sobre o projétil na posição indicada pode ser representada pelo vetor: a) ® A b) ® B c) ® C d) ® D e) ® E Resolução: A resultante pode ser representada pelo vetor → E pois somente o peso age como força. Alternativa E 03. Represente todas as forças agentes no corpo das figuras: a) corpo em repouso em um plano horizontal b) corpo em superfície inclinada lisa c) pêndulo movendo-se da direita para a esquerda Resolução: a) b) c) ®C®B ®A ®D ®E N → P → N → P → P → T → CPV fiscol0310-R Física2 04. (PUC/2002) Leia a tira abaixo: A balança está equivocada em relação à indicação que deve dar ao peso do sanduíche. Na tira acima, a indicação correta para o peso do sanduíche deveria ser: a) 2000 N b) 200 N c) 2 N d) 2 kg e) 20 g Resolução: m = 200 g = 0,2 kg P = m . g P = 0,2 . 10 P = 2 N Alternativa C 05. (SENAC-SP/2001) Cientistas americanos têm planos de enviar uma nave tripulada para Marte. Na superfície desse planeta, um homem de 70 kg de massa estaria sujeito a uma aceleração da gravidade de cerca de 4 m/s2. Seu peso e sua massa seriam, respectivamente, iguais a: a) 280 N; 28 kg b) 280 N; 70 kg c) 700 N; 28 kg d) 700 N; 70 kg e) 0 N; 70 kg Resolução: P = m . g P = 70 . 4 P = 280 N A massa será a mesma. Alternativa B 06. Um homem tenta levantar uma caixa de 5 kg sobre uma mesa, aplicando uma força vertical de 10 N. (g = 10 m/s2) O valor da força que a mesa aplica na caixa é: a) 0 N b) 5 N c) 10 N d) 40 N e) 50 N Resolução: P = 5 . 10 = 50 N T = 10 N T + N = P 10 + N = 50 N = 40 N N = 40 N Alternativa D 07. Os objetos L, M e N, cujos pesos são 10 N, 15 N e 8 N, respectivamente, estão suspensos por um arame muito leve, como mostra a figura. Qual é a força que o fio suporta entre L e M? a) 33 N b) 25 N c) 23 N d) 8 N e) 2 N Resolução: Alternativa C 5kg ® g N → T → P → M L N L M N 23 N 23 N 8 N 8 N 8 N 15 N Física 3 fiscol0310-R CPV 08. (PUC) O esquema representa um homem de peso 64 kgf que, por meio de uma corda que passa por uma polia fixa, mantém suspenso em repouso um bloco A de peso 48 kgf. A força que o homem exerce sobre o solo vale: a) 16 kgf b) 64 kgf c) 56 kgf d) 48 kgf e) 112 kgf A Resolução: T = PA = 48 kgf N + T = P N + 48 = 64 N = 16 kgf Alternativa A A P N T T PA 09. (UNIFESP/2001) Durante o campeonato mundial de futebol, exibiu-se uma propaganda em que um grupo de torcedores assistia a um jogo pela TV e, num certo lance, um jogador da seleção brasileira chutava a bola e esta parava, para desespero dos torcedores, exatamente sobre a linha do gol. Um deles rapidamente foi até a TV e inclinou o aparelho. A cena seguinte mostra a bola rolando para dentro do gol, como consequência dessa inclinação. As figuras mostram as situações descritas. Supondo que a ação do espectador sobre a TV pudesse produzir um efeito real no estádio, indique a alternativa que melhor representa as forças que agiriam sobre a bola nas duas situações, respectivamente: a) b) c) d) e) Resolução: Alternativa D N P Fat N P CPV fiscol0310-R Física4 10. Um astronauta com o traje completo tem uma massa de 120kg. Ao ser levado para a Lua, onde g = 1,6m/s2, sua massa (em kg) e seu peso (em N) serão, respectivamente: a) 75; 120 b) 120; 192 c) 192; 192 d) 120; 120 e) 75; 192 Resolução: A massa não varia. P = m . g = 120 . 1,6 = 192 N Alternativa B 11. (FEI-SP/2001) Numa prova de levantamento de peso, um atleta de massa m = 90 kg consegue bater um recorde levantando 130 kg. A reação normal do solo sobre o atleta foi de: a) 900 N b) 1300 N c) 400 N d) 450 N e) 2200 N Resolução: N = P1 + P2 N = m1g + m2g N = 90 . 10 + 130 . 10 N = 900 + 1300 N = 2200 N Alternativa E P2 P1 N 12. (PUC) No esquema, sabe-se que P1 = P2 = 10N. Supondo g = 10 m/s2, a tensão na corda vale: a) 100 N b) 10 N c) 20 N d) zero e) 200 N Resolução: Para que os blocos fiquem em equilíbrio, a tração no fio deve ser igual ao peso, nesse caso, 10N. Alternativa B P1 P2 13. A figura ilustra um corpo de 6 kg preso por uma corda a um suporte e apoiado numa superfície horizontal. A tração na corda vale 20 N. Considere g = 10 m/s2 A superfície exerce sobre o bloco uma força de: a) 60 N b) 20 N c) 40 N d) 10 N e) n.d.a. Resolução: N + T = P N + 20 = 6 . 10 N = 60 – 20 N = 40 N Alternativa C N T P Física 5 fiscol0310-R CPV 14. O esquema representa dois corpos A e B, de pesos respectivamente iguais a 40N e 15N, presos às extremidades de um fio ideal f que passa por uma polia também ideal. O corpo A está apoiado sobre uma plataforma horizontal. Calcule o módulo da força exercida pela plataforma sobre o corpo A. A B f Resolução: PA = 40 N PB = 15 N T = PB = 15 N T + NA = PA 15 + NA = 40 NA = 25 N A B f T NA PA PB T 15. (UFRural-RJ) Duas esferas maciças estão colocadas num recipiente com paredes lisas (atrito desprezível) numa configuração de equilíbrio, conforme mostra a figura. Indique, na figura, as forças que atuam sobre cada esfera. Resolução: N1 N4 N3 N2 N3 P P 16. (FATEC-SP) Uma moto move-se a 72km/h numa estrada horizontal plana. A resultante das forças que agem na moto é zero. Nessas condições, a velocidade da moto: a) diminuirá de forma constante. b) diminuirá de forma variável. c) aumentará de forma constante. d) aumentará de forma variável. e) continuará a ser de 72km/h. Resolução: Pelo Princípio da Inércia, um corpo em movimento, submetido a uma resultante nula, manterá um movimento retilíneo e uniforme. Alternativa E 17. (Cesgranrio-RJ) Cada figura representa uma partícula com todas as forças que agem sobre ela. Essas forças, constantes, são representadas por vetores; todas têm o mesmo módulo. Em quais situações a partícula pode estar executando um M.R.U.? Resolução: Em I e IV, pois em I não há forças agindo e em IV a resultante pode ser zero. IV I II III CPV fiscol0310-R Física6 18. (PUC) Analise as seguintes proposições: I. Se nenhuma força externa atuar sobre um ponto material, com certeza ele estará em equilíbrio estático ou dinâmico. II. Só é possível aum ponto material estar em equilíbrio se ele estiver em estado de repouso. III. Inércia é a propriedade da matéria de resistir à variação de seu estado de repouso ou movimento. Está(ão) corretas apenas a(s) proposição(ões): a) I b) II c) III d) I e II e) I e III Resolução: I. correta II. errada → o equilíbrio pode ser dinâmico III. correta Alternativa E 19. (UNIFESP/2000) Às vezes, as pessoas que estão num elevador em movimento sentem uma sensação de desconforto, em geral na região do estômago. Isso se deve à inércia dos nossos orgãos internos localizados nessa região, e pode ocorrer: a) quando o elevador sobe ou desce em M.U.. b) apenas quando o elevador sobe em M.U.. c) apenas quando o elevador desce em M.U.. d) quando o elevador sobe ou desce em M.U.V.. e) apenas quando o elevador sobe em M.V.. Resolução: A sensação de desconforto ocorre quando a ≠ 0. Alternativa D 20. (UNESP) As estatísticas indicam que o uso do cinto de segurança deve ser obrigatório para prevenir lesões mais graves em motoristas e passageiros no caso de acidentes. Fisicamente, a função do cinto está relacionada à: a) Primeira Lei de Newton. b) Lei de Snell. c) Lei de Ampère. d) Lei de Ohm. e) Primeira Lei de Kepler. Resolução: Um corpo em M.R.U. tende a estar em M.R.U. se a força resultante for nula. Alternativa A 21. A inércia é uma propriedade associada a um corpo, segundo a qual o corpo: a) estando a acelerar, tende a manter a sua aceleração. b) estando suspenso, tende a cair para a Terra. c) estando a mover-se livremente, acaba por parar. d) estando a mover-se livremente, tende a manter sua velocidade vetorial. e) estando em órbita, tende a se manter em órbita. Resolução: Pela teoria Alternativa D 22. Se a resultante das forças que agem num corpo é nula, pode-se afirmar que: a) o corpo está em repouso. b) o corpo está em M.R.U. c) a aceleração do corpo pode ser nula. d) o corpo pode estar em equilíbrio. e) o corpo pode estar com velocidade escalar constante, movendo-se em trajetória retilínea. Resolução: O corpo pode estar em MRU. Alternativa E 23. (ITA-SP) De acordo com as leis da mecânica newtoniana, se um corpo de massa constante: a) tem velocidade escalar constante, é nula a resultante das forças que nele atuam. b) descreve uma trajetória retilínea com velocidade escalar constante, não há forças atuando nele. c) descreve um movimento com velocidade vetorial constante, é nula a resultante das forças nele aplicadas. d) possui velocidade vetorial constante, não há forças aplicadas no corpo. e) está em movimento retilíneo e uniforme é porque existem forças nele aplicadas. Resolução: Pela teoria ⇒ Alternativa C 24. (MED. ABC-SP) A figura representa a resultante R das forças que atuam em uma partícula em um certo instante. O segmento orientado que pode representar a aceleração da partícula no mesmo instante é o segmento número: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Resolução: O Princípio Fundamental é baseado no fato de que a resultante e a aceleração têm sempre a mesma direção e o mesmo sentido. Alternativa B 5 ® R1 2 3 4 Física 7 fiscol0310-R CPV 25. Um paraquedista desce verticalmente com velocidade constante de 0,4 m/s. A massa do paraquedista é 90 kg. a) Calcule a aceleração do movimento. Justifique. b) Calcule a resultante das forças opostas ao movimento. Resolução: a) a = 0, pois V = cte b) R → = 0 → ⇒ FR = P = m . g = 90 . 10 = 900 N 26. (MACK-SP/2001) Em uma experiência de Física, abandonam-se do alto de uma torre duas esferas A e B, de mesmo raio e de massas mA = 2 mB. Durante a queda, além da atração gravitacional da Terra, as esferas ficam sujeitas à ação da força de resistência do ar, cujo módulo é F = k . v2, em que v é a velocidade de cada uma delas; k é uma constante de igual valor para ambas. Após certo tempo, as esferas adquirem velocidades constantes VA e VB. A relação V V A B é: a) 2 b) 3 c) 2 d) 1 e) 2 2 Resolução: Esfera A Esfera B Assim, PA = FAR PB = FAR VA = 2 . VB mA . g = K . VA 2 mB . g = K . VB 2 V V A B = 2 2mB . g = K . VA 2 V B = m g K B . VA = 2 . m g K B . Alternativa C 27. (PUC) Uma força de 10 N é aplicada separadamente a dois corpos cujas massas são m1 e m2, respectivamente, produzindo neles acelerações de 4 m/s2 e 20 m/s2. Se os corpos em questão fossem unidos, qual seria o valor da aceleração do sistema sob a ação da mesma força? Resolução: Para o corpo 1: Para o corpo 2: Para os dois juntos: F = m1 . a1 F = m2 . a2 F = (m1 . m2) . a 10 = m1 . 4 10 = m2 . 20 10 = (2,5 + 0,5) . a m1 = 2,5 Kg m2 = 0,5 Kg 10 = 3 . a a = 10 3 a @ 3,3 m/s2 28. (PUC/2002) Um carro está se movendo numa estrada horizontal quando, em um determinado instante, o motorista vê um animal na pista e freia o carro no intuito de pará-lo. Supondo que a resultante das forças que atuam no carro permaneça constante durante toda a frenagem, qual é o conjunto de gráficos que melhor representa, para esse intervalo de tempo, a aceleração a e a velocidade do carro V, em função do tempo t? Resolução: Se a força é constante, a aceleração será constante. Logo, o movimento do carro é uniformemente variado. Alternativa B c) a t t V ae) t t V b) a t t V a) a t t V d) a t t V CPV fiscol0310-R Física8 29. (MACK-SP/2001) Sobre uma superfície plana, horizontal e sem atrito, encontra-se apoiado um corpo de massa 2,0 kg, sujeito à ação das forças ® F1 e ® F2, paralelas a ela. As intensidades de ® F1 e ® F2 são, respectivamente, 8 N e 6 N. A aceleração com que esse corpo se movimenta é: a) 1 m/s2 b) 2 m/s2 c) 3 m/s2 d) 4 m/s2 e) 5 m/s2 ® F1 ® F2 Resolução: R2 = F1 2 + F2 2 R2 = 82 + 62 R2 = 100 R = 10 N R = m . a 10 = 2 . a a = 5 m/s2 Alternativa E ® F1 ® F2 R 30. Os corpos estão apoiados numa superfície sem atrito. A tração no fio que une os blocos vale 100 N. Determine a aceleração dos corpos e o módulo da força ® F. 10 kg 5 kg ® F Resolução: F – T = 10 . a Þ F – 100 = 10a Þ F – 100 = 10 . 20 Þ F = 300 N T = 5 . a Þ 100 = 5a Þ a = 20 m/s2 F = 15 . a 10 kg T T 5 kg ®F N N P P 31. Dois móveis M e N ligados por uma corda de peso desprezível deslocam-se sobre um plano, sob a ação de uma força de 15N aplicada na direção do deslocamento. Não há atrito entre os blocos e o plano. As massas de M e N são respectivamente 1 kg e 3 kg. g = 10 m/s2 A aceleração do sistema é (em m/s2): a) 3,75 b) 1,25 c) 2,25 d) 0,15 e) 4,05 Resolução: M : 15 – T = mM . a N : T = mN . a + 15 = (mM + mN) . a 15 = (1 + 3) . a 15 = 4a a = 3,75 m/s2 Alternativa A M N 15 N M N 15 N T T PM PN NM NN 32. (PUC) Na figura, temos três blocos de massas m1 = 1,0 kg, m2 = 2,0 kg e m3 = 3,0 kg, que podem deslizar sobre a superfície horizontal, sem atrito, ligados por fios inextensíveis. Dado F3 = 12N, F1 e F2 são, respectivamente (em N): a) 12 12 b) 4,0 8,0 c) 2,0 6,0 d) 6,0 2,0 e) 4,0 4,0 Resolução: F1 = m1 . γ F2 − F1 = m2 . γ F3 − F2 = m3 . γ F1 = γ F2 − F1 = 2γ + 12 − F2 = 3γ 12 = 6γ ⇒ γ = 2 m/s2 ⇒ F1 = 2 N F2 = 2γ + F1 F2 = 6 N Alternativa C ® F2 m2 m3 ® F1 ® F3 m1 m2m1 m2 γ → F → 1 F → 1 F → 2F → 2 F → 3 Física 9 fiscol0310-RCPV 33. (FUVEST-SP) Dois móveis A e B estão ligados por um fio flexível e inextensível e movem-se sob a ação do campo de gravidade da Terra, suposto uniforme e de intensidade g = 10 m/s2. Desprezando os atritos, determine o módulo da aceleração do conjunto e a intensidade da força que traciona o fio. ® g1,0kg 3,0kg A B Resolução: T = 3 . γ 10 − T = γ 10 = 4γ ⇒ γ = 2,5 m/s2 T = 3γ ⇒ T = 7,5 N A B → PB T → T → T = mA . γ PB – T = mB . γ 34. No sistema representado na figura os blocos A e B têm massas 2,0 kg e 3,0 kg, respectivamente. O fio e a polia são ideais e g = 10 m/s2. Uma força horizontal ® F de intensidade 60N é aplicada ao bloco B. Desprezando o atrito, calcule o módulo da aceleração do bloco A. A B ® F Resolução: F – T = mB . a T – PA = mA . a F – PA = (mA + mB)a 60 – 20 = (2 + 3)a 40 = 5a a = 8 m/s2 A B ® F T PA T 35. Os corpos A e B têm massas iguais. A está apoiado numa superfície sem atrito. (g = 10 m/s2). Determine a aceleração dos corpos. Resolução: PB – T = mB . a T = mA . a + PB = mA . a + mB . a 10 m = 2 m . a a = 5 m/s2 B A B A NA T T PA PB 36. A figura abaixo representa o arranjo de Atwood. A força que traciona o fio (em N) vale: a) 20 b) 50 c) 80 d) 50 3 e) 80 3 m kg m kg g m s 1 2 2 2 4 10 = = = / Resolução: T − P1 = m1 . γ T − 20 = 2γ P2 − T = m2 . γ 40 − T = 4γ 20 = 6γ γ = 10 3 m/s 2 T = m . γ + P1 = 2 . 10 3 + 20 = 80 3 N Alternativa E m1 ® g m2 m1 → P1 → γ T → T → → γ → P2 m2 Þ CPV fiscol0310-R Física10 37. Os corpos A e B têm massas iguais a 2 kg e estão em movimento vertical. (g = 10 m/s2). Os fios e a polia têm massas desprezíveis. Não há atrito entre a polia e o fio. Determine o módulo das acelerações dos corpos e a tração no fio preso aos corpos. B A Resolução: PA – T = mA . a T – PB = mB . a Þ T – 20 = 20 Þ T = 20 N PA – PB = mA . a + mB . a 20 – 20 = 4a 0 = 4a a = 0 m/s2 + B A T T PA PB 38. Um bloco de massa M = 80 kg está preso em uma das extremidades de um fio ideal que passa por uma polia também ideal e é puxado por um indivíduo de massa m = 60 kg, de modo que tanto o indivíduo como o bloco se d e s l o c a m e m m o v i m e n t o acelerado. Sabendo que g = 10 m/s2 e que o módulo da aceleração do indivíduo é 4,0 m/s2, calcule o módulo da aceleração do bloco. M Resolução: T – P2 = m . a T – 600 = 60 . 4 T = 600 + 240 T = 840 N T – P1 = m1 . a 840 – 800 = 80 . a 40 = 80a a = 0,5 m/s2 M T P1 = 800 N P2 = 600 N T 39. (UF-MG) Na figura, considere os atritos e as massas dos fios e roldanas desprezíveis. As massas A, B, e C são, respectivamente, 10 kg, 4 kg e 2 kg. A aceleração da gravidade pode ser considerada 10m/s2. a) Determine a aceleração de cada bloco. b) Determine as forças que cada fio exerce em cada bloco. CA B Resolução: a) PA − T1 = mA . γ T1 − T2 = mB . γ T2 − PC = mC . γ 100 − T1 = 10γ T1 − T2 = 4γ T2 − 20 = 2γ 80 = 16γ ⇒ γ = 5 m/s2 b) T1 = 100 − 10γ = 50 N T2 = 2γ + 20 = 30 N → γ BA C → PA → PC → T1 → T2 → T2 → T1 → γ → γ Física 11 fiscol0310-R CPV 40. Considere um corpo de massa m = 15 kg pendurado em um dinamômetro, o qual está preso no teto de um elevador. A aceleração da gravidade tem intensidade g = 10 m/s2. Um indivíduo dentro do elevador observa que a marcação do dinamômetro é 180N. a) Calcule o módulo da aceleração do elevador. b) O que podemos dizer sobre o movimento do elevador? m Resolução: a) P = m . g P = 15 . 10 P = 150 N Sendo T = 180 N e R = m . a temos: T – P = m . a 180 – 150 = 15 . a 30 = 15a a = 2m/s2 b) Como T > P, o elevador sobe acelerado ou desce retardado. m T P 41. (MACK-SP) Uma pessoa, no interior de um elevador que sobe com movimento acelerado, exerce no piso uma força de módulo: a) maior que o do seu peso, somente quando a aceleração é maior que a da gravidade b) zero, quando a aceleração é a da gravidade c) igual ao do seu peso d) maior que o do seu peso e) menor que o do seu peso Resolução: N > P Alternativa D N P 42. Um automóvel de 1000 kg de massa viaja em um trecho retilíneo e horizontal de uma estrada, com velocidade constante de 54 km/h. A resultante de todas as forças que atuam sobre o veículo tem módulo: a) 54000 N b) 15000 N c) 0,015 N d) nula e) n.d.a. Resolução: Não há aceleração. Alternativa D 43. Os fios e a polia da figura são ideais. O conjunto está em repouso. O peso do corpo A é igual a 60 N e a tração no fio 3 é igual a 20 N. Considere g = 10 m/s2. Determine a massa do corpo B. Resolução: PA = T2 T2 = T3 + PB PB = mB . g 60 = T2 60 = 20 + PB 40 = mB . 10 T2 = 60 N PB = 40 N mB = 4 kg A B 1 2 3 A B T2 T2 T3 PB PA 44. (FEI-SP) Uma força ® F atua sucessivamente sobre dois corpos A e B que adquirem, respectivamente, acelerações a e b, com a = 2 b. Se a mesma força ® F for aplicada ao sistema formado pelos dois corpos A e B ligados rigidamente, a aceleração do sistema será: a) a + b b) 3 b c) 3 a d) a/3 e) b/3 Resolução: F = mA . a F = (mA + mB)a1 F = mB . b F = (mA + 2mA)a1 mA . a = mB . b F = 3mA . a1 mA . 2b = mB . b mA . a = 3 mA . a1 mB = 2mA a1 = a 3 Alternativa D CPV fiscol0310-R Física12 45. (PUC) Os esquemas mostram um barco sendo retirado de um rio por dois homens. Em A, são usadas cordas que transmitem ao barco forças paralelas de intensidades F1 e F2. Em B, são usadas cordas inclinadas de 90º que transmitem ao barco forças de intensidades iguais às anteriores. No caso A, a força resultante transmitida ao barco é 700 N. No caso B, a força resultante transmitida ao barco é 500 N. Os esforços desenvolvidos pelos dois homens têm valor: a) 250 N e 250 N b) 350 N e 350 N c) 200 N e 500 N d) 100 N e 600 N e) 300 N e 400 N ® F1 90o ® F1® F2 ® F2A B Resolução: F F F F 1 2 1 2 2 2 2 700 500 + = + = F1 = 700 − F2 (700 − F2) 2 + F22 = 500 2 490.000 − 1.400F2 + F 2 2 + F 2 2 = 250.000 2 F22 − 1.400F2 + 240.000 = 0 F22 − 700F2 + 120.000 = 0 F2 = 300 N ⇒ F1 = 400 N F2 = 400 N ⇒ F1 = 300 N Alternativa E 46. (UNICAMP-SP) Um carro de massa 8,0 . 102 kg, andando a 108 km/h, freia uniformemente e para em 5,0s. a) Calcule o módulo da aceleração do carro durante a freada. b) Calcule a intensidade da força resultante no carro, durante a freada. Resolução: a) V = V0 + at b) F = m . a 0 = 30 + a . 5 F = 800 . 6 a = – 6 m/s2 F = 4800 N 47. O corpo da figura tem massa m = 8 kg. Despreze as massas das polias e dos fios, não considere os atritos; g = 10 m/s2 Determine o módulo de FA que mantém o corpo em equilíbrio. m FA Resolução: FA = PM (3 polias fixas) FA = 8 . 10 FA = 80 N 48. (FUVEST-SP) Uma força com intensidade de 160N produz o movimento, sobre um plano horizontal sem atrito, de dois corpos A e B de massas mA = 8 kg e mB = 12kg, ligados por um fio ideal, como mostra a figura. a) Determine a aceleração adquirida pelos corpos. b) Determine a intensidade da força de tração no fio. ® FBA Resolução: a) T = mA . γ F − T = mB . γ T = 8γ 160 − T = 12γ 160 = 20γ ⇒ γ = 8 m/s2 b) T = 8 . 8 T = 64 N A BT → T → F → γ → + Física 13 fiscol0310-R CPV 49. (Cesgranrio-RJ) A figura representa esquematicamente uma composição ferroviária com uma locomotiva e três vagões idênticos, movendo-se com aceleração constante ®a. Sejam F1, F2 e F3 os módulos das forças exercidas por cada uma das barras de acoplamento (1), (2) e (3), respectivamente, sobre os vagões. Se as forças de atrito exercidas sobre os vagões forem desprezíveis, podemos afirmar que: a) 1/3 F1 = 1/2 F2 = F3 b) F1 = 1/2 F2 = 1/3 F3 c) F1 = F2 = F3 d) F1 = 2F2 = 3F3 e) 3F1 = 2F2 = F3 (3)(2)(1) ® a Resolução: Sendo m a massa de cada região: F3 acelera uma massa m = = =a F m F m F m 3 2 1 2 3 F2 acelera uma massa 2m F1 acelera uma massa 3m Þ F3 = F2 2 = F1 3 Alternativa A 50. No sistema representado na figura, o fio e a polia são ideais, a massa do bloco A é 9,0 kg e a tração no fio tem módulo 36N. Suponha g = 10 m/s2 e despreze o atrito. a) Calcule o módulo da aceleração do bloco A. b) Calcule a massa do bloco B. B A Resolução: A T m a B P T m a A B : : = − = . .B a) T = mA . a 36 = 9 . a a = 4 m/s2 b) PB – T = mB . a 10 mB – 36 = 4 mB 6 mB = 36 mB = 6 Kg B A T T PB PA NA 51. Nas figuras, os corpos estão numa superfície horizontal sem atrito e os fios são considerados ideais. Deseja-se puxar os corpos com uma força de intensidade F = 12 N. O fio é fraco e corre o risco de romper-se. Para tentar evitar o rompimento do fio, como deve ser puxado o conjunto, pela massa maior ou menor? ® F ® F 2 kg 2 kg 4 kg 4 kg Resolução: “Situação A” “Situação B” F – TA = 4 . a F – TB = 2 . a TA = 2 . a TB = 4 . a F = 6 . a F = 6 . a 12 = 6 . a 12 = 6 . a a = 2 m/s2 a = 2 m/s2 TA = 2 . 2 TB = 4 . 2 TA = 4N TB = 8N Portanto, deve ser puxado pelo corpo de maior massa. + + ® F 2 kg 4 kg N TA TA N P P “Situação A” ® F2 kg4 kg N TB TB N P P “Situação B” CPV fiscol0310-R Física14 52. (UNISA-SP) Dois corpos A e B, de massas 2,0 kg e 3,0 kg, estão ligados por um fio inextensível e sem peso, que passa por uma polia sem atrito, como mostra a figura abaixo. A aceleração (em m/s2) dos corpos é de: g = 10m/s2 a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 5,0 e) n.d.a. B A Resolução: T − PA = mA . γ PB − T = mB . γ T − 20 = 2γ 30 − T = 3γ 10 = 5γ ⇒ γ = 2 m/s2 Alternativa B A → PA T → T → γ → γ → → PB B 53. (UNISA-SP) Na figura abaixo, a roldana R tem massa desprezível e não há atrito entre ela e o fio. O corpo A possui massa 4,0 kg. Sabe-se que o corpo B desce com movimento acelerado e aceleração de módulo 2,0 m/s2. Adote g = 10 m/s2. a) Calcule a massa de B. b) Calcule a intensidade da força que traciona o fio. A R B Resolução: a) b) T − PA = mA . γ PB − T = mB . γ T − 40 = 4 . 2 T = 48 N mB . 10 − T = mB . 2 10mB − 40 = 8 + 2mB ⇒ 8 mB = 48 mB = 6 kg A → PA B →γ T → T → → PB → γ 54. (UE-CE) As massas m1 e m2 estão ligadas por um fio flexível e inextensível, apoiado sobre uma polia ideal. Inicialmente, m1 é mantida sobre a mesa. Considere g = 10 m/s 2. A razão da intensidade da força de tração no fio (T1), enquanto m1 é mantida sobre a mesa, para a intensidade da força de tração no fio (T2), após m1 ser liberada, é: a) 1/2 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 Resolução: T1 = P2 = m . g T2 – P1 = m1 . a T1 = 3 . 10 T2 – 10 = 1 . 5 T1 = 30 N T2 = 15 N P2 – T2 = m2 . a T2 – P1 = m1 . a T T 1 2 = 30 15 P2 – P1 = (m1 + m2)a 30 – 10 = (3 + 1)a T T 1 2 = 2 20 = 4a a = 5 m/s2 Alternativa C m2 = 3 kg m1 = 1 kg m2 = 3 kg m1 = 1 kg T P 55. (FATEC-SP) Um corpo de 3,0 kg de massa está dependurado em um dinamômetro preso ao teto de um elevador. Uma pessoa no interior desse elevador observa a indicação fornecida pelo dinamômetro: 39 N. Sendo a intensidade da aceleração local da gravidade de 10 m/s2, podemos concluir que o elevador pode estar: a) em repouso. b) subindo com aceleração de 3,0 m/s2. c) em movimento uniforme para cima. d) descendo com aceleração de 2,0 m/s2. e) em movimento uniforme para baixo. Resolução: T − P = m . γ γ = 9 3 = 3 m/s 2 (p/ cima) Alternativa B T = 39 N P = 30 N Física 15 fiscol0310-R CPV 56. (FEI-SP) No sistema indicado na figura, o fio e as polias são ideais. Despreze o atrito. Calcule a relação a b A B entre as acelerações adquiridas pelos corpos A e B. B A Resolução: Quando o bloco A desloca-se de ∆S, o bloco B, por ter uma polia móvel, desloca-se de DS 2 . Esta relação vale também para velocidade e aceleração. Logo a a A B = 2 T/2 PB B A T T 2 T 2 57. Um bloco está em repouso sobre a superfície de uma mesa. De acordo com o princípio da ação e reação de Newton, a reação ao peso do bloco é: a) a força que o bloco exerce sobre a mesa. b) a força que a mesa exerce sobre o bloco. c) a força que o bloco exerce sobre a Terra. d) a força que a Terra exerce sobre o bloco. e) uma outra força aplicada ao bloco. Resolução: O peso do bloco é a força com que a Terra atrai o bloco. Portanto, a reação a esta força é recebida pela Terra e aplicada pelo bloco. Alternativa C 59. (PUC/2000) Um satélite em órbita ao redor da Terra é a t ra ído pelo nosso planeta e , como reação, (Terceira Lei de Newton) atrai a Terra. A figura que representa corretamente o par ação-reação é: Resolução: As forças do par ação-reação têm mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos. Elas estão em corpos distintos e a figura que melhor representa estas características é a da alternativa C. Alternativa C a) b) c) d) e) 58. Dois blocos A e B de massas 3kg e 2kg, respectivamente, encontram-se em contato e apoiados num plano horizontal liso. Uma força constante F = 20N, paralela ao plano de apoio, é aplicada ao corpo A. Desprezando a resistência do ar, determine: a) a intensidade da aceleração adquirida pelo sistema; b) a intensidade da força de contato trocada pelos blocos. Resolução: a) Isolamos os corpos e esquematizamos as forças agentes em cada corpo: ® FAB e ® FBA correspondem a um par ação e reação. Aplicamos o princípio fundamental para cada corpo: em A: RA = F – FBA = MA . a Þ 20 – FBA= 3a (I) em B: RB = FAB = MB . a Þ FAB = 2 . a (II) Resolvendo o sistema acima, temos: 20 3 2 − = = F F BA AB α α. 20 = 3a + 2a Þ 5a = 20 Þ a = 4 m/s2 b) Aplicando o resultado na equação II, resulta: FAB = 2 . 4 = 8N A ® F B B ® a ® PA ® PB ® F ® NA ® FBA A ® NB ® FAB CPV fiscol0310-R Física16 60. (FCC-SP) Um corpo imóvel P pesa 10N. Quando ele cai de 10m de altura e está em queda livre: a) não exerce ação sobre a Terra.b) atrai a Terra com força de módulo maior que 10N. c) atrai a Terra com força de 10N. d) atrai a Terra com força constante menor que 10N. e) atrai a Terra com força menor que 10N, porém crescente linearmente com a velocidade. Resolução: Ação e reação. Alternativa C 61. (FATEC-SP) A terceira Lei de Newton é o princípio da ação e reação, que descreve as forças que surgem na interação de dois corpos. Podemos afirmar que: a) duas forças iguais em módulo e de sentidos opostos são de ação e reação. b) ação e reação estão aplicadas no mesmo corpo. c) a ação é maior que a reação. d) enquanto a ação está aplicada num corpo, a reação está aplicada no outro corpo. e) a reação em alguns casos pode ser maior que a ação. Resolução: Pela teoria ⇒ Alternativa D 62. (FUVEST-SP) A figura mostra dois blocos A e B empurrados por uma força horizontal, constante, de intensidade F = 6,0 N, em um plano horizontal sem atrito. O bloco A tem massa 2,0 kg e o bloco B tem massa 1,0 kg. a) Qual é o módulo da aceleração do conjunto? b) Qual a intensidade da força resultante sobre o bloco A? Resolução: Corpo A: F – FBA = mA . a FAB = FBA Corpo B: FAB = mB . a a) A + B: F = a(mA + mB) ⇒ a = 2 m/s 2 b) F – FBA = mA . a Fres = 2 . 2 Fres = 4 N A ® F B A ® F B FBA FAB 63. (ESPM-SP) Aplica-se uma força F ® de intensidade 50 N ao bloco A, conforme a figura. Os blocos A e B possuem massas respectivamente 2,0 kg e 3,0 kg. As superfícies de contato são perfeitamente lisas. Determine a aceleração dos corpos. Resolução: A: F – FBA = mA . a B: FAB = mB . a + F = (mA + mB) . a 50 = (2 + 3) . a a = 10 m/s2 64. No sistema da figura, os blocos A, B e C têm massas respectivamente iguais a 4,0 kg, 3,0 kg e 13 kg. O fio e a polia são ideais e o bloco A está apenas encostado no bloco B. Sabendo que g = 10 m/s2 e desprezando o atrito, calcule os módulos: a) da aceleração do bloco C; b) da tração no fio; c) da força exercida pelo bloco A sobre B. Resolução: a) PC – T = mC . a FAB = mB . a T – FBA = mA . a PC = (mA + mB + mC) . a 130 = (13 + 3 + 4) . a 130 = 20 . a a = 6,5 m/s2 b) PC – T = mC . a 130 – T = 13 . 6,5 T = 45,5 N c) FAB = mB . a FAB = 3 . 6,5 FAB = 19,5 N F = 50 N A B A NA PA F NB PB FABB C A B C A B T PC FBA FAB Física 17 fiscol0310-R CPV 65. (UNIP-SP) Considere uma pedra arremessada para cima a partir da superfície terrestre. Enquanto a pedra estiver subindo, a Terra: a) atrai a pedra e a pedra repele a Terra, com forças de mesma intensidade. b) repele a pedra e a pedra atrai a Terra, com forças de mesma intensidade. c) atrai a pedra e a pedra atrai a Terra, porém, a atração da Terra é muitíssimo mais intensa. d) e a pedra se repelem mutuamente, com forças de mesma intensidade. e) e a pedra se atraem mutuamente, com forças de mesma intensidade. Resolução: O peso é uma força de campo. Pela 3a Lei de Newton, se a Terra atrai a pedra, esta reage e atrai a Terra. Alternativa E 66. Um bloco de massa M está em repouso sobre uma mesa horizontal, num local de aceleração da gravidade g. Esquematize o corpo, a mesa e a Terra, assinalando em cada corpo as forças agentes, identificando os pares ação e reação. Resolução: Obs.: Se fôssemos mais rigorosos, a força → N1, (contato entre a Terra e a mesa, deveria ser dividida entre os pés da mesa. 67. De acordo com a 3a Lei de Newton, um corpo, ao ser empurrado por uma pessoa, reage em sentido contrário ao da ação, e ainda assim pode entrar em movimento. Analise as afirmativas abaixo: → N → PM → Pmesa– → N → N1 Terra → Pmesa– → PM – → N1 mesabloco I. O corpo se movimenta porque a lei da ação e da reação só é válida enquanto o corpo está em repouso. II. O corpo se movimenta porque a ação é sobre ele e a reação é aplicada na mão de quem o empurrou. III. O corpo se movimenta porque a ação é maior do que a reação. IV. O corpo se movimenta porque a ação ocorre antes da reação. Assinale a opção que contém a afirmativa certa. a) I b) II c) III d) IV e) nenhuma Resolução: I. Falsa → Vale também para corpos em movimento. II. Verdadeira III. Falsa → Ação e reação têm mesmo módulo. IV. Falsa → Elas ocorrem simultaneamente. Alternativa B 68. No esquema, os blocos 1 e 2 têm massas respectivamente iguais a 10 kg e 20 kg. Supondo a superfície livre de atritos, calcule a aceleração dos blocos. Resolução: 2 : F – F1,2 = m2 . a 1 : F2,1 = m1 . a + F = (m1 + m2) . a 60 = 30 . a a = 2 m/s2 69. (MACK-SP) Uma força horizontal F = 10 N é aplicada ao bloco A de 6 kg, o qual por sua vez está apoiado em um segundo bloco B de 4 kg. Se os blocos deslizam sobre um plano horizontal sem atrito, qual a força, em newtons, que um bloco exerce sobre o outro? Resolução: A : F – FBA = mA . a FAB = mB . a B : FAB = mB . a + FAB = 4 . 1 FAB = 4N F = (mA + mB) . a 10 = (6 + 4) . a a = 1 m/s2 ® F = 60 N 1 2 N1 N2 F1,2F2,1 P1 P2 F F ® A B NA NB FABFBA PA PB FA B CPV fiscol0310-R Física18 70. (ITA-SP) Ao fazer compras num supermercado, uma mulher utiliza dois carrinhos. Empurra o primeiro, de massa m, com uma força F, horizontal, o qual, por sua vez, empurra outro de massa M sobre um assoalho plano e horizontal. Desprezando o atrito entre os carrinhos e o assoalho, pode-se afirmar que a força aplicada sobre o segundo carrinho é: a) F b) MF m M+ c) F m M M ( )+ d) F 2 e) n.d.a. Resolução: F – f = m . a f = M . a F = (M + m)a a = F M m+ f = M . a f = M . F M m+ f = M F M m . + Alternativa B F f fm M 71. (VUNESP) Desprezando o atrito, determine a intensidade da aceleração do sistema abaixo e a intensidade da força aplicada pelo corpo B sobre A e a tensão na corda. mA = 15 kg; mB = 5,0 kg e mC = 20 kg A C B Resolução: Corpo A: T – FBA = mA . a Corpo B: FAB = mB . a FBA = FAB Corpo C: PC – T = mC . a A + B + C: PC = a . (mA + mB + mC) mC . g = a . (15 + 5 + 20) ⇒ a = 5 m/s 2 Em B: FAB = mB . a ⇒ FAB = FBA = 25 N Em A: T – 25 = 15 . 5 ⇒ T = 100 N A C B g = 10 m/s2 → T → FBA → FAB T PC 72. (FEI-SP/2000) Na figura, sabendo que N é a força normal e P é a força peso, podemos afirmar que: a) NA = PA b) NB = PB c) NA = PA + PB d) NA > PA + PB e) NA < PA + PB B A F ® Resolução: Substituindo I em II: NA = PA + PB+ Fy ⇒ NA > PA + PB Alternativa D NA = PA + NB (II) A PA NB NA NB = PB + Fy (I) B F NB PB Física 19 fiscol0310-R CPV 73. (ITA-SP) Dois blocos de massa M estão unidos por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. Com que força esse pequeno bloco de massa m pressionará o bloco sobre o qual foi colocado? a) 2 2 mMg M m+ b) mg c) (m – M) g d) mg M m2 + e) outra expressão g® M M m Resolução: Pm + N – T = M . a Pm – N = m . a T – Pm = M . a P1 = (2M + m) . a m . g = (2M + m) . a a = m g M m . 2 + P1 – N = m . a P1 – m . a = N m . g – m m g M m . 2 + = N m . g – m g M m 2 2 . + = N ⇒ m g M m m g M m . .2 2 2+( )− + = N 2 2 2 2mMg m g m g M m + − + . . = N N = 2 2 mMg M m+ Alternativa A g® M M m N P1 P N P TT 74. As figuras mostram dois arranjos A e B de polias construídos para erguer um corpo de massa M = 8 kg. A B Desprezando as massas das polias e da corda, bem como os atritos, calcule as forças FA e FB (em newtons) necessárias para manter o corpo suspenso e em repouso nos dois casos. M FA M FB Resolução: Isolando os corpos: em A temos: FA = P FA = 80 N em B temos: 2 FB = T1 = P FB = P 2 = 40 N M →P → FA (A) M →P → T1 → T1 → T → T (B) dinamômetro A B 75. Dois blocos A e B de massas mA = 3,0 kg e mB = 2,0 kg estão unidos por um fio ideal (sem peso e inextensível) que passa por uma polia a qual está pendurada em um dinamômetro. Despreze o atrito no eixo da polia, o efeito do ar e a massa da polia e, considerando g = 10 m . s–2, determine: a) o valor da aceleração dos blocos; b) a intensidade da força tensora no fio; c) a indicação do dinamômetro. Resolução: PA – T = mA . a T – PB = mB . a PA – PB = (mA + mB)a a) mAg – mBg = (mA + mB)a c) 3 . 10 – 2 . 10 = (3 + 2) . a 30 – 20 = 5a ⇒ 10 = 5a a = 2 m/s2 b) T – PB = mB . a D = 2T T – 20 = 2 . 2 D = 2 . 24 T = 20 + 4 D = 48 N T = 24 N + D TT CPV fiscol0310-R Física20 76. (UNITAU-SP) Considere o esquema abaixo. A relação entre as massas m1 e m2 para o sistema acima esquematizado estar em equilíbrio é: a) m1 = m2 2 b) m1 = 2 m2 c) m2 = 2 m1 d) m1 2 = m2 e) m1 = m2 Resolução: Pelo desenho, temos: P2 = T2; P1 = T1 T1 = 2T2 ⇒ P1 = 2P2 ⇒ m1 = m2 Alternativa E 77. (FEI-SP/2000) No porto de Santos existe um guindaste para carregar contêiners. Sabendo que o mesmo possui o esquema de polias esquematizado abaixo e que a máxima força que o motor faz no cabo é de 450 kgf, determine o peso máximo que um contêiner pode ter para que o guindaste possa levantá-lo. Despreze o atrito. a) 18,0 tonf b) 1,7 tonf c) 5,4 tonf d) 1,0 tonf e) 14,4 tonf Resolução: Alternativa E m1 m2 m1 m2 T1 T1 P1 P2 T2 T2T2 motor contêiner 450 kgf 450 kgf 900 kgf 1800 kgf 3600 kgf 7200 kgf 14400 kgf motor contêiner 78. (MACK-SP/2001) Um estudante quis verificar experi- mentalmente a vantagem mecânica obtida numa associação de polias, utilizada para equilibrar o peso de um determinado corpo de massa m. Dentre várias montagens, destacou duas, que se encontram ilustradas abaixo. Considerando as polias e os fios como sendo ideais e desprezando os pesos dos dinamômetros e dos suportes, a relação entre as intensidades das forças F1 e F2, medidas respectivamente em D1 e D2, é: a) F F 1 2 3 2 = b) F F 1 2 2 3 = c) F F 1 2 2= d) F F 1 2 1 2 = e) F F 1 2 1 4 = Resolução: F F 1 2 = P P 8 4 = P 8 . 4 P = 1 2 ⇒ F F 1 2 = 1 2 Alternativa D D1 D2 m m D1 D2 m mP P P P P 8 P 4 P 2 P 8 P 4 P 2 P 4 P 2 P 4 P 2 P 4 Física 21 fiscol0310-R CPV 79. (FEI-SP/2000) No esquema de polias abaixo, sabe-se que a máxima força F que uma pessoa pode fazer é F = 30 N. Qual é a carga máxima que ela conseguirá erguer? a) 30 N b) 90 N c) 120 N d) 180 N e) 240 N carga F Resolução: Alternativa E carga F = 30 N 15 N15 N 15 N15 N 30 N 30 N 30 N 60 N 60 N 60 N 120 N 120 N 120 N 240 N 80. Dois blocos A e B, de massas iguais a 6,0 kg, são ligados às extremidades de um fio ideal f que passa por uma polia ideal, como mostra a figura. Sendo g = 10 m/s2, calcule: a) o módulo da aceleração do bloco A; b) o módulo da tração no fio f; c) o módulo da força que o fio f exerce sobre a polia. A B Resolução: a) Como PA = PB ⇒ a = 0 b) T = PA = mA . g T = 6 . 10 T = 60 N c) F = 2T F = 2 . 60 F = 120 N A B f TT T PA PB T 81. (FUVEST-SP) Considere o esquema representado na figura abaixo. As roldanas e a corda são ideais. O corpo suspenso da roldana móvel tem peso P = 500N. a) Qual é o módulo da força vertical (para baixo) que o homem deve exercer sobre a corda para equilibrar o sistema? b) Para cada 1 metro de corda que o homem puxa, de quanto se eleva o corpo suspenso? P Resolução: a) T = P 2 = 250 N b) O corpo se eleva de metade do valor que o homem puxa; Como ele puxou 1 metro, o corpo subiu 0,5 metro. 50 cm T → T → P → CPV fiscol0310-R Física22 82. Considere o sistema representado na figura, no qual os fios e as polias são ideais. A aceleração da gravidade tem módulo 10 m/s2 e as massas de A e B são respectivamente iguais a 3,0 kg e 2,0 kg. Sendo aA e aB os módulos das acelerações dos blocos A e B, determine: a) a relação entre aA e aB; b) os valores de aA e aB; c) o módulo da tração no fio ligado ao bloco A. A B Resolução: a) aA = 4aB c) PA – TA = mAaA 30 – TA = 3 . 8 TA = 6Nb) 4PA – 4T = 4ma . aA 4T – PB = mB . aB 4PA – PB = 4mAaA + mBaB 120 – 20 = 12aA + 2aB 100 = 12aA + 2aB 50 = 6aA + aB 50 = 6 . 4aB + aB 50 = 25aB aB = 2 m/s 2 aA = 8 m/s 2 A B PB 2T2T TT T T T PA 4T 83. Um corpo de 40N de peso está em repouso, apoiado sobre uma superfície horizontal de coeficiente de atrito estático µe = 0,3 e coeficiente de atrito cinético µc = 0,2. a) Determine a força horizontal mínima capaz de fazer o corpo se mover. b) Determine a força horizontal mínima necessária para manter o corpo em movimento. Resolução: a) A força capaz de mover o corpo não pode ser menor do que Fate(máx) , portanto: F = Fate(máx) = µe . N F = 0,3 . 40 (pois N = P) F = 12 N b) A força mínima para manter o corpo em movimento deve ser igual a Fatc . F' = Fatc = µc . N F' = 0,2 . 40 = 8 N 84. Um corpo de massa 15 kg está em repouso, sobre uma superfície horizontal, submetido à ação de uma força F = 30N, paralela ao apoio. Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre o corpo e o apoio vale 0,4 e o coeficiente de atrito cinético vale 0,3, determine a intensidade da força de atrito agente sobre o corpo, adotando g = 10m/s2 Resolução: Num apoio horizontal, temos N = P = m . g N = 15 . 10 = 150N Fate(máx) = 0,4 . 150 = 60N Fatc = 0,3 . 150 = 45N Observando os resultados obtidos, verificamos que F = 30N não é suficiente para tirar o corpo do repouso. Portanto: Fat = F Þ Fat = 30N. 85. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre as superfícies de um corpo inicialmente em repouso e seu apoio horizontal P são µe = 0,6 e µc = 0,5. O peso do corpo é de 100N. Submetendo esse corpo à ação de uma força ® F horizontal, determine quais são as forças de atrito correspondentes aos seguintes valores sucessivos de ® F: a) F = 10 N b) F = 30 N c) F = 60 N d) F = 80 N Resolução: N = P = 100 N Fate(máx) = µe . N = 0,6 . 100 = 60 N ⇒ se F ≤ 60 N ⇒ Fat = F se F > 60 N ⇒ Fat = µc . N a) Fat = F = 10 N b) Fat = F = 30 N c) Fat = F = 60 N d) Fat = µc . N = 0,5 . 100 = 50 N Física 23 fiscol0310-R CPV 86. (UF-CE) O bloco da figura abaixo tem massa M = 10 kg e repousa sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a superfície são µE = 0,40 e µC = 0,30, respectivamente. Aplicando-se ao bloco uma força horizontal de intensidade F = 20N, determine a intensidade da força de atrito que atua sobre ele, considerando g = 10 m/s2. M ® F Resolução: P = NFatE = µE . N Já que F < FatE , a intensidade da 10 . 10 = N FatE = 0,4 . 100 força de atrito será igual a força N = 100 N FatE = 40 N aplicada Fat = F = 20 Fat = 20 N M F N Fat P 87. (Med. Taubaté-SP) Uma esfera de vidro é lançada sobre uma mesa, parando após certo tempo. Isto acontece porque, durante o movimento: a) a resultante de todas as forças que agem sobre a esfera é nula. b) a força de atrito equilibra a força inicial que deu origem ao movimento. c) a força de atrito é a única força que solicita a esfera (força resultante) e age em sentido contrário ao sentido do deslocamento. d) a força do peso do corpo sobrepuja a força de atrito. e) a força de reação da mesa anula a força de atrito. Resolução: Pela teoria ⇒ Alternativa C 88. (FGV) Um bloco de 4 kg é puxado por uma força constante horizontal de 20 N sobre uma superfície plana horizontal, adquirindo uma aceleração constante de 3 m/s2. Existe uma força de atrito entre a superfície e o bloco que vale (em N): a) 5 b) 8 c) 12 d) 16 e) 17 Resolução: F − Fat = m . a 20 − Fat = 4 . 3 Fat = 20 − 12 = 8 N Alternativa B 89. (FCC-SP) Um corpo desliza sobre um plano horizontal solicitado por uma força horizontal de intensidade 100N com aceleração de 1,0m/s2. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano de apoio vale 0,1. Sendo g = 10m/s2, calcule a massa do corpo. a) 10 kg b) 50 kg c) 100 kg d) 150 kg e) 200 kg Resolução: F − Fat = m . a 100 − 0,1 . m . g = m . 1 ⇒ 100 − m = m ⇒ m = 50 kg Alternativa B 90. Um bloco de peso igual a 100 N é arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal, cujo coeficiente de atrito é 0,5. a) Qual é a intensidade da força de atrito da superfície sobre o bloco? b) Qual é a intensidade da força que atua sobre o bloco, no sentido do movimento? Resolução: a) Fat = µ . N = µ . P = 0,5 . 100 = 50 N b) O movimento é uniforme ⇒ 50 N 91. (PUC) O corpo A da figura é constituído de material homogêneo e tem massa de 2,5kg. O coeficiente de atrito estático entre a parede e o corpo A vale 0,20 e a aceleração da gravidade é 10m/s2. corpo A ® F parede vertical Calcule o valor mínimo da força ® F para que o corpo A fique em equilíbrio, na situação mostrada na figura. a) 275 N b) 25 N c) 125 N d) 225 N e) 250 N Resolução: Fat = P = m . g = µe . F ⇒ F = 2 5 10 0 2 , , . = 125 N Alternativa C CPV fiscol0310-R Física24 92. (MACK-SP) Dois blocos A e B de pesos respectivamente iguais a 30N e 70N apoiam-se sobre uma mesa horizontal. O coeficiente de atrito entre os blocos e a mesa vale 0,40. Aplicando-se ao primeiro bloco uma força horizontal constante de intensidade F = 50N e supondo g = 10 m/s2, calcule: a) o módulo da aceleração comunicada ao sistema; b) a intensidade da força tensora na corda. corda ideal AB F ® Resolução: a) F F T m a T F m a atA A atB B − − = − = . . + F − Fat A – FatB = (mA + mB) . a 50 − 0,4 . 30 − 0,4 . 70 = (3 + 7) . a a = 1 m/s2 b) T = mB . a + FatB = 7 . 1 + 0,4 . 70 = 35 N FATB NB PB T NA FT FATA PA B A 93. (UNISA-SP) No sistema da figura abaixo, a massa do corpo A é 4 kg e a do corpo B é 2kg. Considerando que g = 10m/s2 e sabendo que a aceleração do sistema é de 2 m/s2, calcule o coeficiente de atrito entre o corpo A e o plano. a) 0,2 b) 0,4 c) 0,5 d) 0,6 e) 0,8 A B Resolução: T − Fat = mA . γ PB − T = mB . γ PB − Fat = (mA + mB) . γ 20 − µ . 40 = 6 . 2 ⇒ 40µ = 8 ⇒ µ = 0,2 Alternativa A A T → B →γ → Fat T → → PB Enunciado para as questões 94 e 95. O caminhão da figura abaixo carrega um contêiner sobre sua carroceria sem nenhum tipo de amarração. Sabendo-se que a massa do contêiner é de 10 toneladas, a massa do caminhão é de 5 toneladas e que os coeficientes de atrito estático entre o contêiner e a carroceria e os pneus e o solo é de µ = 0,1, responda às perguntas seguintes. 94. (FEI-SP/2002) Qual é a máxima aceleração a que o caminhão deve ter para o contêiner não escorregar? a) a = 1,00 m/s2 b) a = 0,50 m/s2 c) a = 0,75 m/s2 d) a = 5,00 m/s2 e) a = 10,00 m/s2 Resolução: Para o contêiner, temos: Fres = Fat Fat = m . a µ . Nc = mc . a 0,1 . 10000 . 10 = 10000 . a 1 m/s2 = a Alternativa A 95. (FEI-SP/2002) Qual a máxima força F que o motor exerce sobre o caminhão para que o contêiner não escorregue? Considere a força do motor igual à força exercida sobre o caminhão. a) F = 1,0 x 104 N b) F = 1,5 x 104 N c) F = 2,0 x 104 N d) F = 2,5 x 104 N e) F = 3,0 x 104 N Resolução: F = mT . a F = (10000 + 5000) . 1 F = 15000 N F = 1,5 x 104 N Alternativa B Física 25 fiscol0310-R CPV 96. Um bloco está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. Seu peso vale 40 N e a força máxima de atrito estático entre o bloco e a superfície vale 20 N. O valor da força horizontal mínima que coloca o bloco em movimento é: a) ligeiramente maior que 20 N. b) igual a 40 N. c) ligeiramente menor que 40 N. d) ligeiramente maior que 40 N. e) impossível de ser estimada. Resolução: É preciso vencer Fate(máx) para que o corpo entre em movimento. Alternativa A 97. (FEI-SP/2001) Um patinador de massa m = 50 kg está participando de uma competição. O coeficiente de atrito estático entre o solo e o patim é µ = 0,02. Qual é a máxima força horizontal que o patinador pode fazer para que não haja escorregamento entre o patim e o solo? a) 1 N b) 2 N c) 5 N d) 10 N e) 20 N Resolução: Fres = 0 F = µ . N F = 0,02 . 50 . 10 F – Fat = 0 F = µ . P F = 10 N F = Fat F = µ . m . g Alternativa D 98. (PUC/2002) Um rapaz tenta empurrar um caixote de massa 20 kg. A superfície de apoio é rugosa e a iminência de movimento só ocorre quando a força horizontal sobre o caixote tem intensidade igual a 150 N. A força de atrito estático máxima sobre o caixote e o coeficiente de atrito estático entre as superfícies valem, respectivamente: a) 200 N; 0,75 b) 150 N; 0,75 c) 150 N; 7,50 d) 15 kg; 0,75 e) 20 kg; 7,50 Resolução: F = FatE FatE = µ . N µ = 150 200 FatE = 150 N FatE = µ . m . g µ = 0,75 150 = µ . 20 . 10 Alternativa B 99. (UF-ES) Sobre um bloco de massa 10 kg que está inicialmente em repouso sobre uma mesa aplica-se uma força horizontal ® F de intensidade 20 N. A aceleracão da gravidade tem módulo 10 m/s2, o coeficiente de atrito estático é 0,3 e o cinético é 0,2. A intensidade da força de atrito entre o bloco e a mesa vale: a) 30 N b) 25 N c) 20 N d) 5 N e) zero ® F Resolução: FatE = µE . N Já que F < FatE , FatE = 0,3 . 10 . 10 Fat = F FatE = 30 N Fat = 20 N Alternativa C Fat F N P CPV fiscol0310-R Física26 100. Um corpo de peso igual a 40 N está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. A força máxima de atrito estático entre o corpo e a superfície é 20 N. Aplicando ao corpo uma força horizontal de 10 N, a força de atrito passa a valer (em N): a) zero b) 10 c) 18 d) 20 e) 40 Resolução: 10 N não são o suficiente para que o corpo entre em movimento. Logo F = Fat = 10 N Alternativa B 101. (FEI-SP) Um bloco de massa 1,0 kg está em repouso em um plano horizontal. Aplica-se ao bloco uma força horizontal constante de intensidade 4,0 N. O bloco adquire uma aceleração de módulo2,0 m/s2. Calcule a intensidade da força de atrito que o plano de apoio aplica sobre o bloco. F = 4,0 N Resolução: F – Fat = m . a 4 – Fat = 1 . 2 4 – Fat = 2 Fat = 2N N Fat F = 4,0 N 1,0 Kg 102. Um bloco de massa m = 2,0 kg é puxado por uma força ® F de intensidade 10 N, sobre um plano horizontal. g = 10 m/s2 O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano é µ = 0,20. Determine a aceleração adquirida pelo bloco. movimento ® F Resolução: F − Fat = m . γ γ = 10 0 2 20 2 - , . = 6 2 = 3 m/s 2 103. (FUVEST-SP) Um bloco de 5 kg que desliza sobre um plano horizontal está sujeito às forças F = 15N, horizontal para a direita, e Fat = 5N, de atrito horizontal para a esquerda. Sabendo que g = 10 m/s2, calcule: a) a aceleração do bloco; b) o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície. Resolução: a) F − Fat = m . γ γ = 15 5 5 - = 2 m/s2 b) Fat = µ . N µ = F N F P at at= = 5 5 10. = 0,1 Física 27 fiscol0310-R CPV 104. Um corpo de massa 2 kg é lançado sobre uma superfície horizontal com atrito. O coeficiente de atrito entre o corpo e a superfície é de m = 0,2 . Determine as forças de atrito entre o corpo e a superfície durante o movimento do corpo e após o corpo parar, sabendo que g = 10 m/s2. Resolução: FATc = Mc . N FATc = 0,2 . (2 . 10) FATc = 0,2 . 20 FATc = 4 N Após o corpo parar, o FAT = 0. V FAT 105. (FUVEST-SP) O coeficiente de atrito entre um móvel e a superfície horizontal sobre a qual se desloca é 0,3. O móvel tem massa 8kg e apresenta movimento uniforme. Sendo g = 10 m/s2, determine a intensidade da: a) reação normal de apoio sobre o móvel; b) força de atrito que age sobre o móvel; c) força que atua sobre o móvel, no sentido do movimento. Resolução: a) N = P = m . g = 80 N b) Fat = µ . N = 0,3 . 80 = 24 N c) 24 N, pois o movimento é uniforme. 106. Um bloco de peso igual a 100N é arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal, cujo coeficiente de atrito é 0,2. a) Qual é a intensidade da força de atrito da superfície sobre o bloco? b) Qual é a intensidade da força que atua sobre o bloco, no sentido do movimento? Resolução: a) Fat = µ . N = µ . P = 0,2 . 100 = 20 N b) O movimento é uniforme ⇒ 20 N 107. (MACK-SP) Um carro desloca-se em uma trajetória horizontal retilínea com aceleração constante de 5 m/s2. Adotando g = 10 m/s2 e sabendo que 60% da força do motor é gasta para vencer a força de atrito, podemos afirmar que o coeficiente de atrito entre as rodas do carro e a pista é: a) 0,80 b) 0,75 c) 0,70 d) 0,65 e) 0,50 Resolução: F − Fat = m . a Fat 0 6, – Fat = m . a ⇒ µ . mg 1 0 6 1 , − = m . a µ = a g 1 0 6 1 1 , − − = 0,75 Alternativa B CPV fiscol0310-R Física28 108. Um corpo de massa 20 kg está em repouso e apoiado numa superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o corpo e a superfície é de m = 0,2. Determine o intervalo em que pode variar a intensidade da força aplicada no corpo para que ele permaneça em repouso, considerando g = 10 m/s2. ® F Resolução: FATE = ME . N FATE = 0,2 . (20 . 10) FATE = 0,2 . 200 FATE = 40 N 0 ≤ F ≤ FATE 0 ≤ F ≤ 40 N F P FAT N 109. Um caixote A de massa 10 kg é empurrado sobre uma superfície horizontal com uma força horizontal de intensidade 100 N. O caixote A encosta num caixote B, idêntico ao caixote A, e os dois caixotes continuam a ser empurrados com a mesma força. O coeficiente de atrito entre os caixotes e a superfície é 0,2. Adote g = 10 m/s2 e determine a aceleração de A antes de encostar em B e a aceleração dos caixotes encostados. Resolução: Antes de Encostar 100 – FAT = mA . a 100 – M . NA = mA . a 100 – 0,2 . (10 . 10) = 10 . a 100 – 20 = 10a 80 = 10 a a = 8 m/s2 Encostar FAB – FATB = mB . a 100 – FBA – FATA = mA . a + 100 – FATA – FATB = mA . a + mB . a 100 – 0,2 . (100) – 0,2 . (100) = 20 a 100 – 40 = 20 a 60 = 20 a a = 3 m/s2 100 N PA FATA NA A A 100N FBA PA PB NA NB FATA FATB FAB B 110. (UFRural-RJ) No arranjo abaixo, os corpos A e B têm massas respectivamente iguais a 5,0 kg e 20,0 kg. O fio e a polia são ideais e a aceleração da gravidade é 10 m/s2. Sendo 0,2 o coeficiente de atrito entre o corpo A e o plano, qual é o módulo da aceleração dos corpos? Resolução: corpo A: T − Fat = mA . a + corpo B: PB − T = mB . A PB − µ . mA . g = (mA + mB) . a 200 − 0,2 . 5 . 10 = 25 a ⇒ a = 7,6 m/s2 A B B Fat NAT PA PB T A Física 29 fiscol0310-R CPV 111. (FUVEST-SP) Um corpo A de massa 4,0 kg está apoiado num plano horizontal, preso a uma corda que passa por uma roldana de massa e atrito desprezíveis e que sustenta em sua extremidade o corpo B, de massa 2,0 kg. Nestas condições, o sistema apresenta movimento uniforme. Adotando g = 10 m/s2, determine: a) o coeficiente de atrito entre A e o plano; b) a massa que devemos. acrescentar a B para que a aceleração do sistema tenha módulo igual a 2,0 m/s2. Resolução: a) Em M.U. , Fres = 0 PB = T Fat = T FatA = PB m . NA = PB m . PA = PB m = P P B A ⇒ m = 20 40 m = 0,5 112. (FATEC-SP) As forças ® F1 e ® F2 são horizontais e de intensidade 30 N e 10 N, respectivamente. Sabendo que a massa de A é igual a 3 kg, a massa de B é igual a 2 kg, g = 10 m/s2 e o coeficiente de atrito dinâmico entre os blocos e a superfície é 0,3, a força de contato entre os blocos tem intensidade de: a) 24 N b) 30 N c) 40 N d) 10 N e) 18 N Resolução: A : F1 – FBA – FatA = mA . a B : FAB – F2 – FatB = mB . a + F1 – F2 – FatA – FatB = mA . a + mB . a 30 – 10 – 0,3 . 30 – 0,3 . 20 = 3a + 2a a = 1 m/s2 FAB – F2 – FatB = mB . a FAB – 10 – 6 = 2a ⇒ FAB – 16 = 2 ⇒ FAB = 18 N Alternativa E B A B A T PB NAFatA T PA b) A : T – FatA = mA . a B : P’B – T = m’B . a + P’B – FatA = mA . a + m’B . a m’B . 10 – 0,5 . 40 = 4 . 2 + 2m’B 10 m’B – 20 = 8 + 2 m’B m’B = 3,5 Kg m’B = mB + acréscimo 3,5 = 2 + acréscimo acréscimo = 1,5 Kg A B ® F1 ® F2 A B ® F1 ® F2 FATBFatA FBA FAB 113. (FEI-SP/2000) Na montagem abaixo, qual é o mínimo coeficiente de atrito entre o bloco de 2 kg e o plano horizontal, para que o sistema permaneça em equilíbrio? a) mmin = 0,50 b) mmin = 0,75 c) mmin = 1,00 d) mmin = 1,25 e) mmin = 1,50 Resolução: Sistema em equilíbrio, temos: P3 = T2 → T2 = 50 N Fat2 = µmin . N2 P1 = T1 → T1 = 20 N 30 = µmin . 20 T2 = T1 + Fat2 → Fat2 = 30N µmin = 30 20 µmin = 1,5 Alternativa E 114. (FEI-SP/2000) Um caminhão parte do repouso e carrega uma bobina de aço de massa m sobre a sua carroceria sem que haja escorregamento. Quando o caminhão estiver acelerando, quanto à força de atrito de escorregamento na bobina, podemos afirmar que: a) não há força de atrito entre a bobina e a carroceria. b) tem direção normal à carroceria e sentido igual ao de deslocamento do caminhão. c) tem direção paralela à carroceria e sentido igual ao de deslocamento do caminhão. d) tem direção paralela à carroceria e sentido contrário ao de deslocamento do caminhão. e) tem direção normal à carroceria e sentido contrário ao de deslocamento do caminhão. Resolução: A força resultante na bobina é aforça de atrito. Assim, é esta força que faz com que ela se desloque no mesmo sentido que o caminhão. Alternativa C 5 kg 2 k g 2 k g Fat2 P2 P3P1 N2 T1 1 2 3 T1 T2 T2 CPV fiscol0310-R Física30 115. (UF-RJ) Um caminhão está se deslocando numa estrada plana, retilínea e horizontal, transportando uma caixa de 100 kg apoiada sobre o piso horizontal de sua carroceria, como mostra a figura. Em dado instante, o motorista do caminhão pisa no freio. O gráfico cartesiano a seguir representa a variação da velocidade do caminhão em função do tempo. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o piso da carroceria vale 0,30 e g = 10 m/s2. Verifique se, durante a freada, a caixa permanece em repouso em relação ao caminhão ou desliza sobre o piso da carroceria. Justifique sua resposta. Resolução: a = ∆ ∆ V t = − 10 3 5 1, = 4 m/s 2 Þ F = m . a = 100 . 4 = 400 N (para ficar em repouso) Mas Fate (máx) = µ . N = 0,3 . 1000 = 300 N Para que a caixa permaneça em repouso sobre o caminhão, é necessário que a força de atrito valha 400 N. No entanto, comparando com o valor máximo da força de atrito (300 N), concluímos que a caixa deslizará sobre a carroceria do caminhão. V (m/s) 10 1,0 2,0 3,0 3,5 t (s) 116. (FEI-SP/2002) Um cofre deve ser arrastado em um plano horizontal com atrito. Assinale a situação em que o módulo da força F necessária para arrastar o cofre será menor. a) b) c) d) e) Não importa a posição, a força será sempre a mesma. Resolução: Fy + N = P N = P – Fy Para que seja mais fácil empurrar a caixa, é necessário que o FAT seja pequeno. Para isso, a força N também tem que ser pequena. Alternativa D 117. Um corpo de massa 2kg está apoiado num plano inclinado sem atrito, conforme a figura. (g = 10 m/s2) Determine: a) a aceleração do corpo; b) a intensidade da força Normal que o apoio aplica sobre o corpo. Resolução: a) Num plano inclinado sem atrito, temos R = Px = P . sen 30º /m . a = /m. g . sen 30º a = 10 . 1 2 = 5 m/s2 b) N = Py = P . cos 30º N = m . g . cos 30º N = 2 . 10 . 3 2 = 10 3 N 30º 45º 45º Fy NFat Fx P ⇒ ⇒(45º F 30º Física 31 fiscol0310-R CPV Enunciado para os exercícios 118 e 119. Um homem de peso igual a 600N, apoiado em patins, é puxado para cima por meio de uma corda, paralela ao plano inclinado. Atritos são desprezíveis. 30º ® V 118. (FCC-SP) Se o movimento tem velocidade constante, a força ® F aplicada para fazer o homem subir (em módulo e em newtons) é igual a: a) 600 b) 600 3 2 c) 300 d) 450 e) n.d.a. Resolução: Para velocidade constante: F − Px = 0 F = Px = 300 N Alternativa C 30º 30º P Px N F 119. (FCC-SP) O movimento do homem passou a ocorrer com aceleração de 1 m/s2, ascendente. Adote g = 10 m/s2 e calcule a força ® F aplicada para fazer o homem subir (em módulo e em newtons). a) 600 b) 360 c) 1200 d) 300 e) n.d.a. Resolução: F − Px = m . a F = Px + 60 . 1 = 360 N Alternativa B 120. (UC-MG) O bloco da figura abaixo tem massa m = 1,0 kg e, colocado sobre o plano inclinado, está na iminência de deslizar. Nessas condições, o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície do plano vale: a) 3 b) 3 2 c) 3 3 d) 3 4 e) 3 5 30º Resolução: N = P . cos 30º N = 10 . 3 2 ⇒ N = 5 3 Fat = P . sen 30º µ . N = P . sen 30º µ . 5 3 = 10 . 1 2 ⇒ µ = 3 3 Alternativa C 30º Fat N P . sen 30º P . cos 30º CPV fiscol0310-R Física32 121. Um plano inclinado forma um ângulo α com a horizontal, de modo que sen α = 0,8 e cos α = 0,6. Um corpo de massa 10 kg é lançado para cima no plano inclinado. O coeficiente de atrito entre o plano e o corpo é de 0,2. Determine a aceleração do corpo durante a subida e durante a descida no plano inclinado, considerando g = 10 m/s2. Resolução: “Subida” FAT + Px = m . a µ . Py + Px = m . a µ . m . g . cos α + m . g . sen α = m . a 0,2 . 10 . 0,6 + 10 . 0,8 = a a = 1,2 + 8 asub = 9,2 m/s 2 (contra a trajetória) “Descida” Fx – FAT = m . a Px – µ . Py = m . a m . g . sen α – µ . m . g . cos α = m . a 10 . 0,8 – 0,2 . 10 . 0,6 = a 8 – 1,2 = a ades = 7,8 m/s 2 (a favor da trajetória) FAT V Px α m V FAT Px α m 122. (MACK-SP/2002) No sistema da figura abaixo, o atrito é desprezível, o fio e a polia são ideais e a mola M, de massa desprezível, tem constante elástica 200 N/m. Quando o corpo B é seguro, a fim de se manter o conjunto em equilíbrio, a mola está deformada de . Quando o corpo B é posteriormente abandonado, a deformação da mola é de . As medidas que preenchem correta e respectivamente as lacunas, na ordem de leitura, são: g = 10 m/s2 a) 2,5 cm e 3,0 cm b) 5,0 cm e 3,0 cm c) 5,0 cm e 6,0 cm d) 10,0 cm e 10,0 cm e) 10,0 cm e 12,0 cm 4 k g B 30º M A 1,0 kg Resolução: T = Fel = k . x1 10 = 200 . x1 x1 = 0,05 m x1 = 5 cm 4 k g B 30º M A 1,0 kg T = 10 N P = 10 N T = 10 N P PBx P – T = mA . a T – PBx = mB . a P – PBx = (mA + mB) . a 10 – 20 = (1 + 4) . a –10 = 5a a = –2 m/s2 T – PBx = mB . a T – 20 = 4 . (–2) T = 20 – 8 T = 12 N T = k . x2 12 = 200 . x2 x2 = 0,06 m = 6 cm Alternativa C 123. (AMAN-RJ) No sistema da figura abaixo não há atrito. Se B pesa 10 N, o valor do peso de A para que o sistema esteja em equilíbrio é: a) 10 N b) 17,32 N c) 20 N d) 22,5 N e) 35 N 30º A B Resolução: Px = T = PB P sen 30º = 10 ⇒ P = 20 N Alternativa C 30º 30º P Px N T Física 33 fiscol0310-R CPV 124. (FEI-SP) Na figura abaixo, o bloco A tem massa mA = 5 kg e o bloco B tem massa mB = 20 kg. Não há atrito entre os blocos e os planos, nem na polia. O fio é inextensível. A força → F tem módulo F = 40 N e adota-se g = 10 m . s–2. a) Qual é o valor da aceleração do bloco B? b) Qual é a intensidade da força tensora no fio? A B 30º Resolução: a) F – T = mA . a T – PxB = mB . a F – PxB = (mA + mB)a 40 – 200 . 0,5 = 25a 40 – 100 = 25a –60 = 25a | a | = 2,4 m/s2 b) T – 100 = 20(–2,4) T = 100 – 48 T = 52 N A B 30º → F PB PxB T T 125. Na figura abaixo, as massas de A, B e C são, respectivamente, iguais a 15 kg, 20 kg e 5,0 kg. Desprezando os atritos, quando abandonado a si próprio a aceleração do conjunto tem intensidade igual a: a) 0,25 m/s2 cos q = 0,60 b) 1,75 m/s2 sen q = 0,80 c) 2,50 m/s2 g = 10 m/s2 d) 4,25 m/s2 e) 5,0 m/s2 A B q Cg Resolução: PC – T1 = mC . a T1 – T2 = mB . a T2 – PxA = mA . a PC – PxA = (mA + mB + mC)a 50 – 150 . 0,8 = (15 + 20 + 5)a – 70 = 40 . a | a | = 1,75 m/s2 Alternativa B A B q Cg PA PxA T2 T2 T1 T1 PC 126. (FATEC-SP) Uma força → F paralela ao plano inclinado de ângulo θ com a horizontal é aplicada ao corpo de massa 10 kg, para que ele suba o plano com aceleração de módulo igual a 2,0 m/s2 e dirigida para cima. Considere desprezível o atrito e adote para g o valor de 10 m/s2, cos q = 0,60 e sen q = 0,80. O módulo de → F vale: a) 120 N b) 100 N c) 80 N d) 60 N e) 20 N Resolução: F – Px = m . a F – P . sen θ = m . a F – 100 . 0,8 = 10 . 2 F = 80 + 20 F = 100 N Alternativa B ® F q θ → F P Px 127. A pessoa da figura deseja puxar o tronco de 100N rampa acima. Despreze os atritos e determine a intensidade da força que o homem deveaplicar para que o tronco suba com velocidade constante. sen 30º = 0,50 Resolução: F = Px = P sen 30º = 100 . 1 2 = 50 N 30º N 30º Px P 30º F CPV fiscol0310-R Física34 128. (FEI-SP/2001) Um automóvel de massa 1375 kg está numa ladeira que forma 37º em relação à horizontal. Qual é o mínimo coeficiente de atrito para que o automóvel permaneça parado? a) m = 0,25 sen 37º = 0,6 b) m = 0,50 cos 37º = 0,8 c) m = 0,75 d) m = 1,0 e) m = 1,25 Resolução: P . sen 37º = Fat P . sen 37º = µ . N P . sen37º = µ . P . cos 37º m = sen 37 37 0 6 0 8 º cos º , , = = 0,75 Alternativa C ) P . sen 37º N Fat 37º P . cos 37º 129. (ITA-SP) Um corpo desliza sobre um plano inclinado, cujo coeficiente de atrito de deslizamento é m = 3 3 . Qual deve ser o ângulo do plano com a horizontal para que a velocidade do corpo se mantenha constante? a) 15º b) 30º c) 45º d) 60º e) 75º Resolução: Px = Fat mg sen θ = µ . mg cos θ ⇒ tg θ = µ ⇒ tg θ = 3 3 ⇒ θ = 30º Alternativa B 130. Os corpos A e B do esquema abaixo realizam um movimento com velocidade constante. A massa do corpo A é igual a 4 kg. Despreze os atritos, considere o fio ideal e g = 10 m/s2. Determine a tração no fio. 30º A B Resolução: Vconstante = Fres = 0 PAx = PB PA . sen 30º = PB mA . g . sen 30º = mB . g 4 . 1 2 = mB mB = 2 kg PB = T T = mB . g T = 2 . 10 T = 20 N 30º B PB PAx PAy T A N T 131. (ITA-SP) Um bloco de madeira de massa m = 2 kg encontra-se sobre um plano inclinado de 1 m de comprimento, 0,6 m de altura, fixo no chão. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície do plano inclinado é m = 0,40 e g = 9,8 m/s2 Calcule a menor força F com que se deve pressionar o bloco sobre o plano para que ele permaneça em equilíbrio. a) 13,7 N b) 15,0 N c) 17,5 N d) 11,2 N e) 10,7 N h l F ® Resolução: Px = Fat mg sen θ = µ (mg cos θ + F) ⇒ mg sen θ = µ mg cos θ + µF ⇒ µF = mg sen θ – µ mg cos θ ⇒ F = mg sen θ µ − mg cos θ Sendo sen θ = h = 0 6 1 , = 0,6 e cos θ = 0,8 resulta: F = 2 9 8 0 6 0 4 . ., , , − 2 . 9,8 . 0,8 = 13,7 N Alternativa A Física 35 fiscol0310-R CPV Enunciado para as questões 132 a 134. A figura representa um sólido de massa m = 10 kg apoiado sobre um plano inclinado que forma um ângulo a com a horizontal e sujeito à ação de uma força constante F. A constante gravitacional do local é g = 10 m/s2. Adote sen a = 0,6 e cos a = 0,8. a F ® 132. (FESP) Não havendo atrito, o valor mínimo de F que impede o movimento do corpo para baixo (em N) é: a) 10 b) 44 c) 60 d) 76 e) n.d.a. Resolução: F = Px = P sen α = m . g . 0,6 = 10 . 10 . 0,6 = 60 N Alternativa C 133. (FESP) Se o coeficiente de atrito entre o corpo e o plano for igual a 0,2, o valor mínimo de F que impede o movimento do corpo para baixo (em N) é: a) 10 b) 44 c) 60 d) 76 e) n.d.a. Resolução: F + Fat = Px F = P sen α − µ . N F = mg sen α − µ . mg . cos α = 10 . 10 . 0,6 − 0,2 . 10 . 10 . 0,8 = 44 N Alternativa B 134. (FESP) Supondo o coeficiente de atrito 0,2 e admitindo F = 100N, o corpo: a) sobe com aceleração 2,4m/s2. b) sobe com velocidade uniforme. c) fica parado. d) desce com aceleração 9,8m/s2. e) n.d.a. Resolução: F − Fat − Px = m . γ 100 − µ mg . cos α − mg . sen α = 10 . γ γ = 100 16 60 10 - - = 2,4 m/s2 Alternativa A 135. (FCC-SP) O bloco de massa m = 1,0 kg está em movimento. Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre o plano e o bloco é 3 10 e g = 10 m/s2, calcule as intensidades F1 e F2 das forças paralelas ao plano para fazer, respectivamente, o bloco subir e descer o plano com velocidade constante. Resolução: Para subir F1 − Px − Fat = 0 F1 = Px + Fat = mg sen 30º + µ . mg cos 30º F1 = 1 . 10 . 1 2 + 3 10 . 1 . 10 . 3 2 = 6,5 N Para descer F2 − Px + Fat = 0 F2 = Px − Fat = mg sen 30º − µ . mg cos 30º F2 = 1 . 10 . 1 2 − 3 10 . 10 . 3 2 = 3,5 N 136. (IME-RJ) Na figura, os objetos A e B pesam, respectivamente, 40 N e 30 N e estão apoiados sobre planos lisos, ligados entre si por uma corda inextensível, sem peso, que passa por uma roldana sem peso. Determine o ângulo θ e a tensão na corda quando houver equilíbrio. Resolução: T = PB . x ⇒ T = PB . sen θ (I) T = PA . x = PA . sen 30 = 40 . 1 2 ⇒ T = 20 N (II) Substituindo (II) em (I) temos: 20 = 30 sen θ sen θ = 2 3 θ = arc sen 2 3 m 30° BA 30º q BA 30º q PAx PBxPA PB T T CPV fiscol0310-R Física36 137. (AMAN-RJ) Na figura abaixo, as massas dos corpos A, B e C são respectivamente 2kg, 3kg e 5kg. A aceleração do sistema será: a) 1 m/s2 b) 2 m/s2 c) 3 3 m/s2 d) 3,5 m/s2 e) 4 3 m/s2 Resolução: PxC − T1 = mC . γ T1 + PxB − T2 = mB . γ T2 − PA = mA . γ PC . sen 30º − T1 = 5γ T1 + PB . sen 30º − T2 = 3γ T2 − PA = 2γ 50 . 1 2 + 30 . 1 2 – 20 = 10γ ⇒ 10γ = 25 + 15 – 20 γ = 20 10 = 2 m/s 2 Alternativa B 30º A C B T1 NC PC30º bloco C T2 NB PB30º T1 bloco B T2 PA A 138. (Cesgranrio-RJ) Uma esfera de aço suspensa por um fio descreve uma trajetória circular de centro O em um plano horizontal no laboratório. Desprezando a resistência do ar, as forças exercidas sobre a esfera são: a) b) c) d) e) Resolução: De contato → tração. De campo → peso. Obs: A força centrípeta é a resultante dessas duas. Alternativa E T0 Física 37 fiscol0310-R CPV 139. (UF-RJ) Um pêndulo oscila no laboratório. Assinale a alternativa que representa corretamente a resultante ® R sobre a massa do pêndulo, no instante em que ele passa pela vertical, vindo da esquerda. a) b) c) d) e) Resolução: A resultante (Tração menos Peso) deve ser centrípeta. Alternativa A 140. Para que um satélite artificial permaneça em órbita estacionária ao redor da Terra, é necessário que: a) sua velocidade angular seja a mesma que a da Terra. b) sua velocidade escalar seja a mesma que a da Terra. c) a sua órbita não esteja contida no plano do equador. d) a sua órbita esteja contida num plano que contém os polos da Terra. e) nenhuma das anteriores é verdadeira. Resolução: O período deve ser o mesmo da Terra (24h). Logo, as grandezas angulares serão iguais. Alternativa A R ® ® R = 0 R ® R ® R ® 141. Um caminhão transporta em sua carroceria uma carga de 2 toneladas. Determine a intensidade da força normal exercida pela carga sobre o piso da carroceria, quando o veículo, a 30m/s, passa pelo ponto mais baixo de uma depressão com 300m de raio. Considere g = 10m/s2. a) 2,0 . 104 N b) 2,6 . 104 N c) 3,0 . 104 N d) 2,0 . 103 N e) 3,0 . 103 N Resolução: Fcp = N − P = m V R . 2 ⇒ N = P + m V R . 2 = 2000 . 10 + 2000 . 30 300 2 = 26000 = N = 2,6 . 104 N Alternativa B 142. (UNISA-SP) Uma moto descreve uma circunferência vertical num globo da morte de raio 4 m (g = 10 m/s2). A massa total da moto é de 150 kg. A velocidade da moto no ponto mais alto é 12 m/s. A força que a moto exerce no globo é: a) 1500 N b) 2400 N c) 3900 N d) 4000 N
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