FisI APS2 Aplicações Leis de Newton

Prévia do material em texto

UNIPAM - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
 
 
APS2 DE FÍSICA I
 
Instruções 
 
• Esta APS é individual e deverá ser entregue 
impreterivelmente, 
outra data, nem será recebido via 
• A APS deverá também 
• Não será avaliada a 
conter resolução e/ou justificativa nas respostas.
 
 
 
Questão 1. 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. Pede-se: 
a) Represente todas as forças. 
b) O valor da força de atrito. 
���.�. � 20	 
c) Os valores de tensão. 
� �
40	 e 
 � 60	 
 
Questão 2. O sistema representado na figura ao lado 
encontra-se em repouso, porém prestes a entrar em 
movimento. Sendo mA = 4kg e mB = 8kg, calcule:
a) o módulo da força de 
tração no fio que une os 
blocos A e B. 
 � 40	 
b) o módulo da força de 
atrito entre o bloco B e o 
piso. ���.�. � 40	 
c) o coeficiente de atrito 
estático entre o bloco B e o 
piso. �� � 0,5 
 
 
Questão 3. Um corpo de massa m = 10 kg está parado em 
um plano inclinado cuja inclinação α equivale a 45 graus. 
Determine: 
a) a intensidade da força de 
atrito. ���.�. � 50√2	 
b) o valor do coeficiente de 
atrito. �� � 1 
 
 
Questão 4. Um corpo A, de 10 kg, é colocado num plano 
horizontal com coeficiente de atrito cinético 0,4. Uma corda 
ideal de peso desprezível liga o 
corpo A a um corpo B, de 40 kg, 
passando por uma polia de 
massa desprezível e sem atrito. 
Sendo a aceleração da gravidade 
g = 10 m/s2, determine o módulo 
da tração na corda. 
 � 112		 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
Professora: Sandra Nogueira 
Disciplina: Física I 
DE FÍSICA I – Aplicações das Leis de Newton
 
é individual e deverá ser entregue manuscrita, com organização e cuidado, 
 no dia da 2ª Avaliação. Respeite o período de entrega, pois não haverá 
outra data, nem será recebido via e-mail ou portal. 
também ser postada para contabilização das horas referentes.
a APS que contenha apenas a resposta final. Todos o
e/ou justificativa nas respostas. 
O sistema indicado na figura a seguir, onde as 
polias são ideais, permanece em repouso graças a força de 
O sistema representado na figura ao lado 
se em repouso, porém prestes a entrar em 
8kg, calcule: 
Um corpo de massa m = 10 kg está parado em 
 equivale a 45 graus. 
colocado num plano 
horizontal com coeficiente de atrito cinético 0,4. Uma corda 
Questão 5. Na figura ao lado, o corpo A tem 6 kg e o corpo 
B possui 4 kg de massa. Sabendo que o coeficiente de atrito 
entre o bloco B e a superfície é 0,3, determine:
a) o valor da força de atrito 
entre o bloco B e a 
superfície. ���.�. � 12		 
b) a aceleração dos blocos. 
� � 4,8	� �
� 
c) a intensidade da tensão 
nos fios. 
 � 31,2		 
 
Questão 6. Na montagem ao lado, sabendo
do corpo é de 20kg, 
qual é a reação Normal 
que o plano exerce 
sobre o corpo? 
	 � 100		 
 
 
Questão 7. Os três corpos, A, B e C, representados na figura 
a seguir têm massas iguais, m = 3,0kg. O plano horizontal, 
onde se apoiam A e B, não oferece atrito, a roldana tem 
massa desprezível e a 
aceleração local da 
gravidade pode ser 
considerada g = 10m/s2. 
Qual a tração no fio que 
une os blocos A e B? 
 � 10		 
 
Questão 8. Os corpos A e B, de massas m
encontram-se em equilíbrio, apoiados nos planos inclinados 
lisos, como mostra a figura. Considere o fio e a roldana 
ideais. Qual a relação entre 
 
Questão 9. Considere dois blocos A e B, com massas m
mB respectivamente, em um plano inclinado, como 
apresentado na figura. Desprezando forças de atrito, 
representando a aceleração da gravidade por g;
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS 
Aplicações das Leis de Newton 
, com organização e cuidado, 
. Respeite o período de entrega, pois não haverá 
para contabilização das horas referentes. 
os exercícios deverão 
Na figura ao lado, o corpo A tem 6 kg e o corpo 
B possui 4 kg de massa. Sabendo que o coeficiente de atrito 
entre o bloco B e a superfície é 0,3, determine: 
a) o valor da força de atrito 
entre o bloco B e a 
b) a aceleração dos blocos. 
c) a intensidade da tensão 
Na montagem ao lado, sabendo-se que a massa 
Os três corpos, A, B e C, representados na figura 
a seguir têm massas iguais, m = 3,0kg. O plano horizontal, 
onde se apoiam A e B, não oferece atrito, a roldana tem 
Os corpos A e B, de massas mA e mB, 
se em equilíbrio, apoiados nos planos inclinados 
lisos, como mostra a figura. Considere o fio e a roldana 
ideais. Qual a relação entre ��/�� ? � �! �	√2 
 
 
 
 
 
 
Considere dois blocos A e B, com massas mA e 
respectivamente, em um plano inclinado, como 
apresentado na figura. Desprezando forças de atrito, 
representando a aceleração da gravidade por g; 
UNIPAM - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
 
 
a) Determine a razão mA/mB para que os blocos A e B 
permaneçam em equilíbrio 
estático. � 
�!
� 	2 
b) Determine a razão 
mA/mB para que o bloco A 
desça o plano com 
aceleração g/4. � 
�!
� 	5 
 
 
Questão 10. Um bloco é puxado com uma força de 300 N 
fazendo um ângulo de 30° com a horizontal conforme 
mostra a figura ao lado. Sabendo que este bloco tem massa 
de 60 kg e se movimenta com velocidade constante, pede
a) Represente todas as forças. 
b) Determine a força de atrito cinético. ���.�
c) Determine o 
coeficiente de atrito 
cinético. �� �
√"
"
 
 
 
Questão 11. Um bloco de peso igual a 50 N encontra
sobre uma balança no piso de um elevador. Se o elevador 
sobe com aceleração igual, em módulo, à metade da 
aceleração da gravidade local, qual será a leitura da balança? 
m = 7,5 kg 
 
Questão 12. Certa mola helicoidal, presa num suporte 
vertical, tem comprimento de 12 cm. Quando se prende à 
mola um corpo de 200g ela passa a medir 16cm. Sabendo
que g = 10 m/s², qual a constante elástica da mola em N/m? 
k = 5N/m 
 
Questão 13. A figura mostra um móbile de 
três peças em repouso, ligadas por fios de 
massa desprezível. Considerando-se que m
150 g, m2 = 100 g e m3 = 50 g, e que g = 10 
m/s², qual a intensidade da tração T no fio 
intermediário (mostrado na figura), em 
newtons? T = 1,5 N 
 
 
Questão 14. No sistema mostrado na figura a seguir, o bloco 
tem massa igual a 5,0kg. A constante elástica da mola vale 
2,0 N/cm. Considere que o fio, a mola e a roldana são ideais. 
Na situação de equilíbrio, qual a deformação da mola, em 
centímetros? Dado: g = 10 m/s². 
X = 25 cm 
 
 
Questão 15. Um elevador e sua carga 
têm uma massa total de 1600 kg. Determine a tensão no 
cabo de sustentação quando o elevador, que estava descendo 
a 12 m/s é levado ao repouso com aceleração constante em 
uma distância de 42m. T = 1,8 x 104 N. 
 
Questão 16. Uma bola grande de 
um guindaste de demolição é 
mantida em equilíbrio por dois 
cabos de aço leves. Se a massa m 
da bola for igual a 4090 kg, qual é: 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
Professora: Sandra Nogueira 
Disciplina: Física I 
para que os blocos A e B 
Um bloco é puxado com uma força de 300 N 
fazendo um ângulo de 30° com a horizontal conforme 
mostra a figura ao lado. Sabendo que este bloco tem massa 
60 kg e se movimenta com velocidade constante, pede-se: 
�. � 150√3		 
Um bloco de peso igual a 50 N encontra-se 
sobre uma balança no piso de um elevador. Se o elevador 
sobe com aceleração igual, em módulo, à metade da 
aceleração da gravidade local, qual será a leitura da balança? 
Certa mola helicoidal, presa num suporte 
cm. Quando se prende à 
mola um corpo de 200g ela passa a medir 16cm. Sabendo-se 
que g = 10 m/s², qual a constante elástica da mola em N/m? 
ile de 
três peças em repouso, ligadas por fios de 
se que m1= 
= 50 g, e que g = 10 
m/s², qual a intensidadeda tração T no fio 
intermediário (mostrado na figura), em 
No sistema mostrado na figura a seguir, o bloco 
tem massa igual a 5,0kg. A constante elástica da mola vale 
2,0 N/cm. Considere que o fio, a mola e a roldana são ideais. 
Na situação de equilíbrio, qual a deformação da mola, em 
têm uma massa total de 1600 kg. Determine a tensão no 
cabo de sustentação quando o elevador, que estava descendo 
a 12 m/s é levado ao repouso com aceleração constante em 
a) a tensão TB no cabo que faz um ângulo de 40° com a 
vertical? TB = 5,23 x 104 N
b) a tensão
 
TA no cabo horizontal?
 
Questão 17. Ache a tensão em cada corda, sabendo que o 
peso suspenso é p (de massa 2 kg).
a) TB = 0,897p ; TA = 0,732p
Questão 18. Um carro de 1130 kg está seguro por um cabo 
leve, sobre uma rampa muito lisa (sem atrito), como 
indicado na figura. O cabo forma um ângulo de 31,0° sobre 
a superfície da rampa, e a rampa ergue
horizontal. a) Desenhe um 
diagrama do corpo livre 
para o carro. b) Ache a 
tensão no cabo. c) Com que 
intensidade a superfície da 
rampa empurra o carro? a) 
b) T = 5460N 
c) N = 7220N 
 
Questão 19. Um homem empurra um piano de 180 kg, de 
modo que ele desliza com velocidade constante para baixo 
de uma rampa inclinada de 11,0° acima da horizontal.
Despreze o atrito que atua sobre o piano. Calcule o módulo 
da força aplicada pelo homem, se ela for a) paralela ao plano 
inclinado e b) paralela ao piso.
b) F = 343N 
 
Questão 20. Uma carga de tijolos com 15,0 kg é suspensa 
pela extremidade de uma corda que passa sobre uma 
pequena polia sem atrito. Um contrapeso de 28,0 kg está 
preso na outra extremidade da corda, 
conforme a figura. O sistema é 
libertado a partir do repouso. a) 
Desenhe um diagrama do corpo livre 
para a carga de tijolos e outro 
contrapeso. b) Qual é o módulo da 
aceleração de baixo para cima da carga 
de tijolos? c) Qual é a tensão na corda 
durante o movimento da carga? 
a) – b) a = 2,96 m/s2 ; c) T = 191N
 
Questão 21. Considere o sistema indicado na figura. O 
bloco A pesa 45 N e o bloco 
desça com velocidade constante. a) Ache o coeficiente de 
atrito cinético entre o bloco 
que um gato, também com peso 45 N, caia no sono sobre o 
bloco A. Se o bloco B agora se 
move livremente, qual é a sua 
aceleração (módulo, direção e 
sentido)? a) μc = 0,556 
b) a =2,13 m/s2 
 
F
30°
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS 
no cabo que faz um ângulo de 40° com a 
N 
no cabo horizontal? TA = 3,36 = 104 N 
Ache a tensão em cada corda, sabendo que o 
(de massa 2 kg). 
= 0,732p; b) TA = 2,73p ; TB = 3,35p 
 
Um carro de 1130 kg está seguro por um cabo 
leve, sobre uma rampa muito lisa (sem atrito), como 
indicado na figura. O cabo forma um ângulo de 31,0° sobre 
a superfície da rampa, e a rampa ergue-se 25,0° acida da 
horizontal. a) Desenhe um 
diagrama do corpo livre 
para o carro. b) Ache a 
c) Com que 
intensidade a superfície da 
a) – 
Um homem empurra um piano de 180 kg, de 
modo que ele desliza com velocidade constante para baixo 
de uma rampa inclinada de 11,0° acima da horizontal. 
Despreze o atrito que atua sobre o piano. Calcule o módulo 
da força aplicada pelo homem, se ela for a) paralela ao plano 
inclinado e b) paralela ao piso. a) F = 337N 
Uma carga de tijolos com 15,0 kg é suspensa 
uma corda que passa sobre uma 
pequena polia sem atrito. Um contrapeso de 28,0 kg está 
preso na outra extremidade da corda, 
conforme a figura. O sistema é 
libertado a partir do repouso. a) 
Desenhe um diagrama do corpo livre 
para a carga de tijolos e outro para o 
contrapeso. b) Qual é o módulo da 
aceleração de baixo para cima da carga 
de tijolos? c) Qual é a tensão na corda 
durante o movimento da carga? 
c) T = 191N 
Considere o sistema indicado na figura. O 
pesa 45 N e o bloco B, 25 N. Suponha que o bloco B 
desça com velocidade constante. a) Ache o coeficiente de 
atrito cinético entre o bloco A e o topo da mesa. b) Suponha 
que um gato, também com peso 45 N, caia no sono sobre o 
agora se 
move livremente, qual é a sua 
aceleração (módulo, direção e 
UNIPAM - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
 
 
Questão 22. Duas cordas estão conectadas a um cabo de aço 
que segura um peso suspenso, como indicado na figura. a) 
Desenhe um diagrama do corpo livre mostrando as forças 
que atuam sobre o nó que liga as duas cordas ao cabo de aço. 
Com base no diagrama de força, qual das duas cordas terá a 
maior tensão? b) Se a tensão máxima de cada corda pode 
sustentar sem se romper é de 5000 N, determine o valor 
máximo do peso pendente que essas cordas podem 
com segurança. Ignore o peso das cordas e do cabo de aço.
a) –; b) P = 6400N 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 23. a) O bloco A da figura pesa 60,0 N. O 
coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície 
sobre a superfície a qual ele se apoia é de 0,25. O peso 
igual a 12,0 N, e o sistema está em equilíbrio. Calcule a 
força de atrito exercida sobre o bloco A. b) Ache o peso 
máximo que permite ao sistema ficar em equilíbrio.
15N; b) P = 15N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
Professora: Sandra Nogueira 
Disciplina: Física I 
Duas cordas estão conectadas a um cabo de aço 
que segura um peso suspenso, como indicado na figura. a) 
Desenhe um diagrama do corpo livre mostrando as forças 
que liga as duas cordas ao cabo de aço. 
Com base no diagrama de força, qual das duas cordas terá a 
maior tensão? b) Se a tensão máxima de cada corda pode 
sustentar sem se romper é de 5000 N, determine o valor 
máximo do peso pendente que essas cordas podem suportar 
com segurança. Ignore o peso das cordas e do cabo de aço. 
a) O bloco A da figura pesa 60,0 N. O 
coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície 
é de 0,25. O peso p é 
igual a 12,0 N, e o sistema está em equilíbrio. Calcule a 
força de atrito exercida sobre o bloco A. b) Ache o peso p 
máximo que permite ao sistema ficar em equilíbrio. a) fat = 
Questão 24. Dois blocos estão conectados por uma corda 
que passa sobre uma polia fixa sem atrito e repousam sobre 
planos inclinados. a) Como os blocos devem se mover 
quando forem soltos a partir do repouso? b) Qual é a 
aceleração de cada bloco? c) Qual é a tensão na corda?
Acelerando para a esquerda
 
 
 
Questão 25. Um pequeno carro guiado por controle remoto 
possui massa de 1,60 kg e se move com velocidade 
constante v = 12,0 m/s em um círculo vertical no interior de 
um, cilindro metálico oco de raio igual a 5,0 m. Qual é o 
módulo da força normal exercida pela parede do cilindro 
pela parede do cilindro sobre o carro a) No ponto A (na base 
do círculo vertical)? b) E no p
vertical)? a) FA = 61,8N 
b) FB = 30,4N 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS 
Dois blocos estão conectados por uma corda 
passa sobre uma polia fixa sem atrito e repousam sobre 
planos inclinados. a) Como os blocos devem se mover 
quando forem soltos a partir do repouso? b) Qual é a 
aceleração de cada bloco? c) Qual é a tensão na corda? a) 
Acelerando para a esquerda; b) a = 0,658 m/s2; c) T = 424N 
 
Um pequeno carro guiado por controle remoto 
possui massa de 1,60 kg e se move com velocidade 
= 12,0 m/s em um círculo vertical no interior de 
um, cilindro metálico oco de raio igual a 5,0 m. Qual é o 
módulo da força normal exercida pela parede do cilindro 
pela parede do cilindro sobre o carro a) No ponto A (na base 
do círculo vertical)? b) E no ponto B ( no topo do círculo 
UNIPAM - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
 
 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
Professora: Sandra Nogueira 
Disciplina: Física I 
CENTRO UNIVERSITÁRIODE PATOS DE MINAS