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AULA 04 - LEIS DE NEWTON; FORÇA; GRAVITAÇÃO. 1ª. Um fusca tromba com um caminhão carregado. a) Nesta interação, a força que o fusca exerce no caminhão é maior, menor ou igual à força que o caminhão exerce no fusca? b) Então, por que o fusca, normalmente, estraga mais do que o caminhão? JUSTIFIQUE todas as respostas Solução a) Pela 3º Lei de Newton (Princípio da Ação e Reação), podemos afirmar que a força que o caminhão exerce no fusca é igual em módulo e direção à força que o fusca exerce no caminhão, porém as duas têm sentidos opostos. b) Basicamente, estamos tratando de transferência de energia mecânica (choque mecânico) e a distribuição desta energia ao longo do veículo. Quanto mais a carroceria deforma (até certo ponto, claro), mais ela absorve a energia da colisão, logo, torna-se mais segura (transfere menos energia mecânica hostil, digamos assim, aos ocupantes do veículo). De outra forma, quando maior a estrutura da carroceria, como é o caso do caminhão, a área de distribuição da energia é maior estragando desta forma, menos o caminhão. Por outro lado, a distribuição de energia por área do fusca é menor, o que causa uma deformação maior nas partes componentes do carrinho. 2ª. Os blocos A e B representados na figura possuem massas de 4,0kg e 3,0kg, respectivamente. A superfície horizontal onde eles se deslocam se deslocam é perfeitamente lisa e são forças horizontais de intensidades respectivamente iguais a 40N e 20N, que atuam nos blocos. Considere g = 10m/s2 e determine: a) o módulo da aceleração do sistema b) a intensidade da força de contato entre A e B. Solução a) o módulo da aceleração do sistema r Como F1 r F2 , o bloco é acelerado horizontalmente para a direita por uma força resultante F , cuja intensidade é dada por: F F1 F2 F 40 - 20 F 20 N A aceleração a do bloco (A+B) pode ter seu módulo calculado pelo Princípio Fundamental da Dinâmica: F m .a a F a 20 a 20 a 2,8 m 2total mA mB 4 3 7 s a = 2,8 m/s² b) a intensidade da força de contato entre A e B. Neste caso, o sistema se desloca para a direita, sendo assim: FAB F2 m B .a FAB 20 3.2,8 FAB 8,4 20 FAB 28,4 N FAB = 28,4N 3ª.Um bloco de 1,0kg está sobre outro de 4,0kg que repousa sobre uma mesa lisa. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre os blocos valem 0,60 e 0,40, respectivamente. A força F aplicada ao bloco de 4,0kg é de 25N Determine o módulo da força de atrito que atua sobre o bloco de 4,0kg. Considere g= 10 m/s2. http://www.coladaweb.com/questoes/fisica/atrensol.htm SOLUÇÃO: Inicialmente vamos representar as forças que atuam em cada um dos corpos, considerando que não ocorre deslizamento do bloco 1 sobre o bloco 2. BLOCO 2 BLOCO 1 N2 N1 1kg fat - fat - N1 F 4kg P1 P2 Aplicando a segunda lei de Newton para os dois blocos, temos: Bloco1 Vertical: N1 = P1 = m1. g N1 = 10N Horizontal: FR = m1.a fat = m1.a (1) Bloco 2 Vertical: N2 = P2+ N1 Horizontal: FR = m2.a F - fat = m2.a (2) Comparando as equações 1 e 2, Temos: fat m1.a 1 2 F = (m +m ). a a F a 25 a 5m/s 2 F - fat m2 .a m1 m2 5 Substituindo o valor de a, teremos: fat = 1.5 fat = 5N. OBS: Podemos considerar o corpo em repouso, pois a aceleração máxima que ele pode adquirir sem escorregar é: a µe .g a 0,6.10 a 6m/s2 e a aceleração do sistema é 5m/s2. 4ª. Os blocos A e B representados na figura possuem massas de 6,0kg e 4,0kg, respectivamente. A superfície horizontal onde eles se deslocam apresenta um coeficiente de atrito cinético igual a 0,30 e são forças horizontais de intensidades respectivamente iguais a 40N e 15N, que atuam nos blocos. Considere g = 10m/s2, determine: a) o módulo da aceleração do sistema b) a intensidade da força de contato entre A e B. Solução a) Nesse caso devemos ter: + F1 – FatA - fba = mA . a fab – FatB – F2 = mB . a F1 – F2 – FatA - FatB = ( mA + mB ) . a 40 – 15 – 18 – 12 = 10 . a - 5 = 10a a = - 0,5 m/s² FatA = u . NA = u . PA = 0,3 . 6 . 10 = 18 N FatB = u . NB = u . PB = 0,3 . 4 . 10 = 12 N b) fab – FatB – F2 = mB . a fab – 12 – 15 = 4 . (- 0,5) fab = - 2 + 27 fab = 25 N 5ª.Os blocos A e B de massas respectivamente iguais a 5 kg e 3 kg movem-se juntos sobre uma superfície horizontal sem atrito com aceleração de modulo igual a 2 m/s², conforme o esquema abaixo: Sendo a intensidade de F1 igual a 50 N, calcule: a) a intensidade de F2 b) a intensidade da força de contato entre A e B Solução a) a intensidade de F2 Verificando o sentido da aceleração na figura, isto possibilita afirmar que todo o conjunto movimenta-se para a esquerda.E ainda, pode-se concluir que F1 › F2. Considere que pela 3ª lei de Newton, as forças de contato na horizontal são iguais em módulo, e direção, o que nos permite escrever: fab = fba =f Aplicando a 2ª lei de Newton, FR= ma, em cada bloco, fica: FR = ma Para o bloco A: f – F1 = MAa Para o bloco B: F2 - f = MBa , eliminando f, obtemos: F2 - F1= (MA + MB) a, substituindo os valores: F2 - 50 = ( 5 +3) 2, onde: F2 = 66N b) a intensidade da força de contato entre A e B Basta usar uma das equações obtidas anteriormente, melhor: f – F1 = MAa, substituindo os dados: f – 50 = (5) 2, onde f = 60N Resposta: 66 N; 60 N 6ª. Determine a força de atração gravitacional da Terra sobre a Lua, sendo dados: massa da Lua = 1.1023 kg; massa da Terra = 6.1024 kg; distância do centro da Terra ao centro da Lua = 4.105 km; G = 6,7. 10-11 N.m2/kg2. SOLUÇÃO Sabemos que Como, 1. 10 kg 6. 10 kg 6,7. 10 N.m2/kg2 4. 10 km = 4. 10 m Assim, 6,7.10 1.10 6.10 4.10 40,2.10 16.10 Logo, , . N Bons Estudos e Sucesso a todos!
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