Quinta Lista de Exercícios de Física 1 - UnB

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Universidade de Brasília
Instituto de Física
Quinta Lista de Exercícios de Física I
Questão 1
Uma criança deixa cair, acidentalmente, uma garrafa de borda
de uma mesa. Não despreze a resistência do ar. Responda: (a)
Quais forças são exercidas sobre a garrafa quando ela está no
ar? (b) Qual é a reação de cada força e sobre quais corpos a
garrafa os exerce?
Questão 2
Na superfícia de Io, uma lua de Júpiter, a aceleração devido à
gravidade é g = 1, 81m/s2. Uma cadeira pesa 44, 0N na su-
perfícia terrestre. Responda: (a) Qual é a massa da cadeira na
superfícia terrestre? (b) Qual a massa e seu peso na superfícia
de Io?
Questão 3
Uma força de 3, 0N e outra de 4, 0N , perpendiculares, atuam
sobre uma massa de 10kg. Se o objeto parte do repouso, sua
velocidade, ao final de 4, 0s, em m/s, será:
Questão 4
Um automóvel em trajetória reta, tem massa 1, 512kg e uma
velocidade inicial de 60km/h. Quando os freios são acionados,
para produzir uma desaceleração constante, o carro para em
1, 2min. A força aplicada ao carro é igual, em newtons, a:
Questão 5
Na figura a seguir, as forças ~F1 e ~F2 são aplicadas a uma caixa
que desliza com velocidade constante sobre uma superfícia sem
atrito. Diminuímos o ângulo θ sem mudar o módulo de ~F1.
Para manter a caixa deslizando com velocidade constante de-
vemos aumentar, diminuir ou manter inalterado o módulo de
~F2?
Questão 6
No instante t = 0, uma força ~F constante começa a atuar sobre
uma pedra que se move no espaço sideral no sentido positivo
do eixo X. Responda: (a) Para t > 0, quais são as possíveis
funções x(t) para a posição da pedra?
(1) x = 4t− 3
(2) x = −4t2 + 6t− 3
(3) x = 4t2 + 6t− 3
(b) Para que função ~F tem o sentido contrário ao do movimento
inicial da pedra?
Questão 7
Um macaco de 10kg sobe em uma árvore por uma corda de
massa desprezível que passa por um galho sem atrito e está
presa na outra extremidade em uma caixa de 15kg, inicialmente
em repouso no solo.
(a) Qual é o módulo da menor aceleração que o macaco deve
ter para levantar a caixa do solo?
(b) Se após a caixa ter sido erguida o macaco para de subir e
se agarra à corda, qual é o módulo e a orientação da aceleração
do macaco?
Questão 8
Uma corredora olímpica pode largar com uma aceleração de
quase 15m/s2. Qual a força horizontal que uma atleta de 55kg
deve aplicar aos blocos de saída para produzir esta aceleração?
Que corpo exerce a força que impulsiona a corredora?
Questão 9
Um corpo de massa 12kg é abandonado sobre um plano incli-
nado formando 30o com a horizontal. O coeficiente de atrito
dinâmico entre o bloco e o plano é 0,2. Qual é a aceleração do
bloco?
Questão 10
Qual a aceleração do sistema a seguir, sendo que o coeficiente
de atrito dinâmico do plano é igual a 0, 2?
Questão 11
A figura abaixo mostra vistas superiores de quatro situações
nas quais forças situam sobre um bloco que está em um piso
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sem atrito. Se os módulos das forças forem escolhidos apropri-
adamente, em que situações é possível que o bloco esteja (a)
em repouso e (b) se movendo com velocidade constante?
Questão 12
Duas forças horizontais ~F1 = (3N )̂i− (4N)ĵ e ~F1 = −(1N )̂i−
(2N)ĵ puxam uma banana split no balcão sem atrito de uma
lanchonete. Sem usar uma calculadora, determine quais dos
vetores do diagrama de corpo livre da figura abaixo represen-
tam melhor (a) ~F1 e (b) ~F2. Qual é a componente da força
resultante ao longo (c) do eixo X e (d) do eixo Y? Para que
quadrantes os vetores (e) da força resultante e (f) da aceleração
da sobremesa apontam?
Questão 13
A força normal que o piso de um elevador exerce sobre um
passageiro que pesa 650N é de 620N . Quais são as reações à
estas forças? Se o passageiro estiver sofrendo uma aceleração,
encontre o módulo e o sentido desta aceleração.
Questão 14
Um estudante de m = 45kg se lança de um trampolim alto.
Tomando M = 6, 0.1024kg como a massa da Terra, calcule sua
aceleração sobre o efeito da força gravitacional exercida pela
estudante. Considere g = 9, 8m/s2 a aceleração que a Terra
imprime sobre a saltadora e suponha que a única força sendo
exercida sobre a Terra é a da jovem.
Questão 15
Dois blocos, de massas M e m, mantidos em repouso por um fio
A preso a uma parede e ligados entre si por outro fio B, leve e
inextensível, que passa por uma roldana de massa desprezível,
estão dispostos conforme a figura. O bloco de massa M está
apoiado sobre uma superfícia plana e horizontal, enquando o
de massa m encontra-se suspenso. A roldana pode girar li-
vremente. Num dado instante, o fio A é cortado e os blocos
passam a se mover com aceleração constante e igual a 2, 5m/s2,
sem encontrar qualquer resistência. Sabendo que m = 0, 80kg.
e considerando g = 10m/s2, determine:
(a) a tensão To existente no fio B, antes do corte A ser efetuado,
e a tensão T1 no fio B durante o período de aceleração. (b) a
massa M.
Questão 16
Dois fios sustentam um quadro como mostramos na figura
abaixo, onde a intensidade da tração em cada um dos fios é
de T1 = T2 = 20N . O ângulo entre os fios é de 120o. Deter-
mine a intensidade da força resultante sobre o prego fixado na
parede que sustenta o quadro.
Questão 17
A figura a seguir, mostra uma caixa em quatro situações nas
quais forças horizontais são aplicadas. Ordene as situações de
acordo com o módulo da aceleração da caixa, começando pelo
maior.
Questão 18
Dois cachorros puxam horizontalmente cordas amarradas a um
poste; o ângulo entre as cordas é igual a 60, 0o. Se o cachorro
A exerce uma força de 270N e o cachorro B exerce uma força
de 300N , ache o módulo da força resultante e o ângulo que ela
faz com a corda do cachorro A.
Questão 19
Os dois blocos da figura estão unidos por uma corda grossa
uniforme de mc = 4, 00kg. Se aplica uma força de 200N para
cima, como é mostrado. (a) Desenhe um diagrama de corpo
livre para o bloco de 6, 00kg, um para a corda e um para o
bloco de 5, 00kg. Para cada força, indique qual corpo a exerce.
(b) Qual é a aceleração do sistema? (c) Qual a tensão na parte
superior da corda? E na sua parte do meio?
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Questão 20
Uma mosca em movimento uniforme descreve uma trajetória
curva indicada abaixo:
Quanto à intensidade da força resultante na mosca, podemos
afirmar:
(a) é nula, pois o movimento é uniforme;
(b) é constante, pois o módulo de sua velocidade é constante;
(c) está diminuindo;
(d) está aumentando;
(e) n.d.a.
Questão 21
Duas forças, ~F1 e ~F2 atuam sobre um ponto. O módulo
de ~F1 igual a 9, 0N e sua direção forma um ângulo de
60, 0o acima do eixo Ox no segundo quadrante. O módulo
de ~F2 igual a 6, 0N , e sua direção forma um ângulo de 53, 1o
abaixo do eixo Ox no terceiro quadrante. (a) Quais são os com-
ponentes x e y da força resultante? (b) Qual o módulo da força
resultante?
Questão 22
No sistema representado pela figura, calcule as tensões nas cor-
das A e B e a compressão na viga C, em kgf, desprezando as
massas das cordas e da viga.
Questão 23
No sistema da figura (máquina de Atwood),(a) mostre que a
aceleração a da massa M e a tensão T da corda (despezando
as massas da corda e da polia), para M > m, mostre que:
a = M−mM+mg
T = 2mMM+mg
(b) O resultado seria diferente se M < m?
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