Lista 4 Leis de Newton Fis I

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DISCIPLINA: FÍSICA I
 INSTITUTO DE FÍSICA - UFMS	
 Prof: Clóvis
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LISTA 4: LEIS DE NEWTON
1 - Um bloco de 5,0 kg encontra-se inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal lisa (sem atrito). Ele é puxado por uma força constante de 8,0 N, a qual faz um ângulo de 30º acima da horizontal. Calcule: a) a aceleração; b) o tempo que a força deve agir sobre o bloco de modo que ele atinja a velocidade de 5,2 m/s; c) a distância que o bloco percorreu durante este tempo. R: a) 1,39 m/s2; b) 3,74 s; c) 9,73 m.
2 – Uma força F = 6i – 3j N atua no plano horizontal sobre um corpo de massa 1,5 kg. Determinar: a) o vetor a; b) seu módulo e direção. R: a) 4i -2j m/s2; b) 4,46 m/s2; 26,56 º.
3 – Uma luminária de 42,6 kg através de 3 fios, conforme mostra a figura. Calcular a tensão em cada um dos fios. R: T1 = 417,48 N; T2 = 208,74 N e T3 = 361,77 N.
4 – Um corpo de 10 kg está sobre uma mesa horizontal, sem atrito, sujeito a duas forças de módulos, F1 = 20 N e F2 = 30 N que atuam no plano horizontal (fig.). Calcular: a) a aceleração do corpo; b) se uma terceira força é aplicada sobre o corpo de modo que o corpo fique em equilíbrio, ache F3. R: a) 2,65 m/s2; b) -5i - 25.98j (N).
5 – Um corpo de 4,0 kg está sujeito a duas forças, F1 = 2i - 3j N e F2 = 4i – 11j N, que atuam no plano horizontal. O corpo está em repouso na origem no instante t = 0. Calcular para o instante 3 s: a) a aceleração, seu módulo e direção; b) a velocidade, seu módulo e direção; c) a posição, seu módulo e direção. R: a) 1,5i –3,5j m/s2; b) 4,5i – 10,5j m/s; c) 6,75i – 15,75j m.
6 – Um bloco é mantido em repouso através de um fio preso ao topo de um plano inclinado sem atrito (fig.). Para m = 50 kg e ( = 60(, calcule: a) a tensão no fio; b) a força normal; c) a aceleração se cortar o fio. R: a) 424,35 N; b) 245 N; c) 8,49 m/s2.
7 – Uma mola de constante elástica 600 N/m está pendurada no teto de uma sala e na extremidade inferior está preso um corpo de 12 kg, o qual repousa sobre uma mesa horizontal de modo que a mola fica esticada 10 cm. Calcular: a) a força que a mola exerce sobre o corpo; b) a força que a mesa exerce sobre o corpo. R: a) 60 N; b) 57,6 N.
8 – Uma caixa de 6 kg se movimenta sobre uma superfície horizontal sem atrito e presa a uma mola horizontal de constante elástica de 800 N/m. Calcule a aceleração da caixa se a mola estiver esticada de 4 cm. R: -5,33 m/s2.
9 – Um corpo de 40 kg está pendurado através de uma corda vertical e inicialmente em repouso. O corpo é então acelerado para cima de modo que atinge uma velocidade de 3,5 m/s em 0,70 s. Calcular o valor da força aplicada à corda. R: 592 N
10 – Três blocos estão ligados, conforme mostra a figura, sobre uma superfície horizontal, sem atrito, e são puxados para a direita com uma força T3 = 65 N. Sendo m1 = 12 kg. m2 = 24 kg e m3 = 31 kg, calcule: (a) a aceleração do sistema e (b) as tensões T1 e T2. Faça uma analogia com corpos puxados em fila, uma locomotiva puxando vagões acoplados. R: a) 0,97 m/s2; b) T1 = 11,6 N e T2 = 34,9 N.
11 – Dois blocos estão em contato sobre uma superfície horizontal sem atrito, sendo acelerados por uma força horizontal de módulo 3,2 N e suas massas, m1 = 2 kg e m2 = 6 kg, calcule: a) a aceleração dos blocos; b) a força de contato entre os blocos. R: a) 0,4 m/s2; b) 2,4 N 
12 – Dois blocos de massas m1 = 5 kg e m2 = 10 kg estão ligados por um fio. Duas forças cujos módulos F1 = 10 N e F2 = 30 N atuam sobre os blocos. Calcular: a) a aceleração dos blocos; b) a tensão no fio entre os blocos. R: a) 1,333 m/s2; b) 16,67 N.
prob. 10
prob.13prob. 14
				 
prob. 15
13 – Um bloco de massa m1 = 3,7 kg está apoiado em um plano inclinado liso, fazendo um ângulo de 30º com a horizontal. Um segundo bloco, de massa m2 = 2,3 kg, está ligado ao primeiro por um fio que passa por uma polia. O atrito com a polia é desprezível e o segundo bloco está pendurado verticalmente (veja a Fig.). (a) Qual a aceleração de cada bloco? (b) Qual a tensão no fio? R: a) 0,74 m/s2; b) 20,85 N.
14 – Um bloco de massa 5 kg, é puxado ao longo de uma superfície horizontal sem atrito por uma corda que exerce uma força de 12 N, fazendo um ângulo ( = 25º acima da horizontal, conforme mostra a Fig. (a) Qual a aceleração do bloco? (b) Se a força F crescer lentamente, qual é o seu valor exatamente antes de o bloco ser levantado do solo? (c) Qual é a aceleração do bloco imediatamente antes dele ser levantado do solo? R: a) 2,18 m/s2 ; b) 115,9 N; c) 21 m/s2. 
15 - Uma massa de 8,0 kg é acelerada ao longo de um plano horizontal sem atrito pelo arranjo dado na figura. Desprezando o atrito nos eixos das roldanas e a massa das mesmas, ache: a) a aceleração do bloco de 8,0 kg; b) as tensões nos fios. R: a) 4,9 m/s2; b) T1 = 58,8 N ; T2 = 98 N.
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60º
30º
m
Prob. 3
F1
F2
30º
Prob. 4
m
60º
Prob. 6
F
m1
m2
Prob. 11
m1
m2
F2
F1
Prob. 12