Lista 04 Leis de Newton Com atrito

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Lista de Exercícios Física I: Leis de Newton 
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Professor: Data: 
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Aluno: 
 
 
01. Um bloco de 25,0 kg está inicialmente em 
repouso sobre uma superfície horizontal. 
Uma força de 75,0 N é necessária para 
colocá-lo em movimento, após o qual uma 
força horizontal de 60,0 N é necessária para 
mantê-lo em movimento com velocidade 
constante. Encontre (a) o coeficiente de 
atrito estático e (b) o coeficiente de atrito 
cinético entre o bloco e a superfície. 
R. (a) 0,306 (b) 0,245 
 
02. Considere um grande caminhão carregando 
uma carga pesada, como barras de aço. Um 
perigo relevante para o motorista é que a 
carga pode deslizar para frente, esmagando 
a cabine, se o caminhão parar 
repentinamente em um acidente, ou mesmo 
frear bruscamente. Suponha, por exemplo, 
que uma carga de 10.000 kg se encontre na 
carroceria plana de um caminhão de 20.000 
kg movendo-se a 12,0 m/s. Suponha que a 
carga não esteja amarrada ao caminhão, 
porém tem um coeficiente de atrito de 0,500 
com a sua carroceria. (a) Calcule a distância 
mínima de parada para que a carga não 
escorregue para frente em relação ao 
caminhão. (b) Há algum dado não 
necessário para a solução? 
R. (a) 14,7 m 
 
03. Um corpo de 9,00 kg pendurado é 
conectado por uma corda leve, inextensível, 
que passa sobre uma polia leve, sem atrito, 
a um bloco de 5,00 kg que desliza sobre 
uma mesa plana. Considerando o 
coeficiente de atrito cinético como 0,200, 
encontre a tensão na corda. 
R. 37,8 N 
 
 
 
 
 
04. Uma mulher em um 
aeroporto puxa sua 
mala de 20,0 kg a 
uma velocidade 
constante segurando 
por uma alça a um 
ângulo acima da 
horizontal. Ela puxa a 
alça com uma força de 35,0 N, e a força de 
atrito sobre a mala é 20,0 N. (a) Desenhe um 
diagrama de corpo livre da mala. (b) Que 
ângulo a alça forma com a horizontal? Qual é 
o módulo da força normal que o chão exerce 
na mala? R. (b) 55,2º, 167 N 
 
05. Um bloco de 3,00 kg é 
empurrado contra uma 
parede por uma força
P
 
que forma um ângulo Ɵ = 
50,0º com a horizontal, 
como mostra a figura. O 
coeficiente de atrito estático entre o bloco e a 
parede é 0,250. (a) Determine os valores 
possíveis para o módulo de
P
 que permitem 
que o bloco permaneça parado. (b) Descreva 
o que acontece se I
P
I tiver um valor maior e 
o que acontece se for menor. (c) Repita as 
partes (a) e (b) considerando que a força 
forma um ângulo de Ɵ = 13,0º com a 
horizontal. R. (a) Pmax = 48,6 N, Pmin = 31,7 N 
(c) Pmax = -1580 N, Pmin = 62,7 N 
 
06. Considere um carro de 1300 kg que 
apresenta uma área de extremidade frontal 
de 2,60 m² e um coeficiente de arrasto de 
0,340. Ele pode alcançar uma aceleração 
instantânea de 3,00 m/s² quando sua 
velocidade é 10,0 m/s. Ignore qualquer força 
de resistência de rolamento. Suponha que 
somente as forças horizontais são de atrito 
estático para a frente, exercidas pela estrada 
sobre as rodas, e a resistência exercida pelo 
ar circundante com densidade 1,20 kg/m³. (a) 
Encontre a força de atrito exercida pela 
estrada. (b) Suponha que a carroceria do 
carro pudesse ser reprojetada para ter um 
coeficiente de arrasto de 0,200. Se nada mais 
mudar, qual será a aceleração do carro? 
Lista de Exercícios Física I: Leis de Newton 
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Professor: Data: 
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Aluno: 
 
 
(c) Presuma que a força exercida pela 
estrada permaneça constante. Então qual 
velocidade máxima o carro atingiria com D = 
0,340? (d) Com D = 0,200? 
R. (a) 3,95 X 103 (b) 3,02 m/s² (c) 86,3 m/s 
(d)113 m/s 
 
07. Uma caixa de peso Fg é 
empurrada por uma força 
P
 sobre um chão 
horizontal, como mostrado 
na figura. O coeficiente de 
atrito estático é μs e 
P
 é direcionada no 
ângulo Ɵ abaixo da horizontal. (a) Mostre 
que o valor mínimo de P que irá mover a 
caixa é dado por 
. .sec
.
s g
s
F
P
tg





 
(b) Encontre a condição em Ɵ em termos de 
μs para a qual o movimento da caixa é 
impossível para qualquer valor de P. 
R. tgƟ < 1/μs 
 
08. Considere os 
três corpos 
conectados, 
mostrados na 
figura. 
Assuma 
primeiro que o 
plano inclinado não tem atrito e que o 
sistema está em equilíbrio. Em termos de m, 
g e Ɵ, encontre (a) a massa M e (b) as 
tensões T1 e T2. Agora, assuma que o valor 
de M é o dobro do encontrado na parte (a). 
Encontre (c) a aceleração de cada corpo e 
(d) as tensões T1 e T2. Em seguida assuma 
que o coeficiente de atrito estático entre m e 
2m e o plano inclinado é μs e que o sistema 
está em equilíbrio. Encontre (e) o valor 
máximo de M e (f) seu valor mínimo. (g) 
Compare os valores de T2 quando M tem 
seus valores mínimos e máximos. 
R. (a) 3.m.senƟ (b) 2.m.g.senƟ, 
3.m.g.senƟ (c) g.senƟ/1+2senƟ (d) 
4.m.g.senƟ(1+senƟ)/(1+2senƟ), 
6.m.g.senƟ(1+senƟ)/(1+2senƟ) (e) 
3.m(senƟ + μs.cosƟ) (f) 3.m(senƟ - 
μs.cosƟ) 
 
09. Um bloco de 5,00 kg, está posicionado 
sobre outro de 10,0 kg. Uma força horizontal 
de 45,0 N é aplicada ao bloco de 10,0 kg, e 
o de 5,00 kg é preso à parede. O coeficiente 
de atrito cinético entre todas as superfícies 
em movimento é 0,200. (a) Desenhe um 
diagrama de corpo livre para cada bloco e 
identifique as forças de ação-reação entre 
eles. (b) Determine a tensão na corda e o 
módulo da aceleração do bloco de 10,0 kg. 
R. (b) 9,80 N, 0,580 m/s² 
 
10. Um bloco de massa m = 2,00 kg repousa na 
extremidade esquerda de outro de massa M 
= 8,00 kg. O coeficiente de atrito cinético 
entre os dois blocos é 0,300 e a superfície 
em que o bloco de 8,00 kg repousa é sem 
atrito. Uma força horizontal constante de 
módulo F = 10,0 N é aplicada ao bloco de 
2,00 kg, colocando-o em movimento como 
mostrado na figura. Se a distância L que a 
extremidade dianteira do bloco menor 
percorre sobre o maior é 3,00 m, (a) em qual 
intervalo de tempo o bloco menor chegará 
ao lado direito do de 8,00 kg, como 
mostrado na figura? (Observação: Ambos 
os blocos são colocados em movimento 
quando
F
é aplicada.) (b) Qual é a distância 
que o bloco de 8,00 kg percorre no 
processo? 
R. (a) 2,13 s (b) 1,67 m