FI1 PortfolioAula06

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Universidade Aberta do Brasil 
Universidade Federal do Ceará 
Instituto UFC Virtual 
Licenciatura em Matemática 
Disciplina: Física Introdutória I 
Tutor (a) da Disciplina: Antônio Mozane 
Atividade de Portfólio: Aula 06 
Período: 2º Semestre – Pólo: Caucaia – CAUFF_MAT 
 
 
 
 
 
 
 
1. Na figura, sob a ação da força de intensidade F=2N, constante, paralela ao plano, o bloco percorre 0,8m 
ao longo do plano com velocidade constante. Admite-se g=10m/s2, despreza-se o atrito e são dados: 
sen30°=cos60°=0,5 e cos120°=-0,5. 
 
Determine: 
a) a massa do bloco; 
b) o trabalho realizado pelo peso do bloco, nesse percurso. 
 
g = 10 m/s2 
d = 0,8 m 
θ = 300 
 
α = 1800 
a) Como a força é constante, aplicando a segunda Lei de Newton 
F – Pt = 0 
Onde Pt = P sen θ 
 
P sen θ = F 
mg sen θ = F 
m = F / g sen θ 
 
m = 2 / 10 . 0,5 
m = 0,4 kg 
 
b) O trabalho realizado pelo peso do bloco é dado por: 
T = Pt . d 
T = P sen θ . d . cos α 
T = m.g.d . sen θ . cos α 
T = 0,4 . 10 . 0,8 . sen 300 . cos 1800 
T = 3,2 . 0,5 . (-1) 
T = -1,6 J 
 
2. Um carregador em um depósito empurra uma caixa de 20kg, que inicialmente estava em repouso. Para 
colocar a caixa em movimento, é necessária uma força horizontal de 30N. Uma vez iniciado o deslizamento, 
são necessários 20N para manter a caixa movendo-se com velocidade constante. 
a) Determine os coeficientes de atrito estático e cinético entre a caixa e o solo. 
F = f 
f é a forna normal e vale, em superfícies horizontais, 
f = μ n = μ mg 
 
Assim 
F = μ mg 
usando os dados do enunciado: 
F = 30 N (força necessária para começar o movimento) 
m = 20 kg 
g = 10 m/s² (aceleração da gravidade) 
 
30 = μ 20. 10 
3/20 = μ 
========= 
μ = 0,15 
 
========= 
(coeficiente de atrito estático) 
R = ma (Segunda Lei de Newton) 
a = 0 m/s² pois o movimento é uniforme 
R é a resultante e vale 
R = F - fc 
F - fc = 0 
F - fc 
F = fc 
F = μc m g 
F = 20N (força necessária para manter a velocidade constante) 
20 = μc. 20 . 10 
1 = 10 μc 
========= 
μ = 0,1 
========= 
(coeficiente de atrito cinético) 
 
b) Determine o trabalho realizado pelo carregador ao arrastar a caixa por 5m. 
 
Para arrastar por 5m a força aplicada deve ser igual a força de atrito cinético. Pelo enunciado F = 20N 
T = |F| |d| cos θ 
T = 20 . 5 . 1 
 
========= 
T = 100J 
========= 
trabalho realizado pelo carregador ao arrastar a caixa por 5m. 
 
 
c) Qual seria o trabalho realizado pelo carregador se a força horizontal aplicada inicialmente fosse de 20N? 
Justifique sua resposta. 
Se a força inicial é F = 20 N então a força de atrito estático seria maior que a força F aplicada assim a caixa não se moveria, d = 0. 
 
======== 
T = 0 J 
======== 
 
 
 
3. Se um corpo se movimenta conforme as situações abaixo, indique qual o tipo de trabalho realizado pela 
força peso, podendo ser motor, resistente ou nulo. Justifique sua resposta. 
a) Horizontalmente para a direita. 
b) Verticalmente para cima. 
c) Verticalmente para baixo. 
 
 
 
4. Uma usina hidrelétrica é mostrada esquematicamente a seguir. 
 
Quais são as transformações de energia que nela ocorrem? 
 
Potencial Gravitacional ë Cinética ë Elétrica. 
 
5. Um atleta de 70 kg, numa determinada competição, salta sobre um obstáculo de 1,20 metros de altura. 
Para esse caso, determine, JUSTIFICANDO passo a passo o seu raciocínio, até atingir o resultado: 
a) o peso do atleta; 
P = m . g 
P = 70 . 10 
P = 700 N 
 
 
b) o trabalho físico realizado pelo mesmo durante o salto. 
(g = 10 m/s2) 
T = m.g.h 
T = 70 . 10 . 1,2 
T = 840 J 
 
6. Numa câmara frigorífica, um bloco de gelo de massa m=8,0kg desliza sobre rampa de madeira da figura a 
seguir, partindo do repouso, de uma altura h=1,8m. 
 
 
a) Se o atrito entre o gelo e a madeira fosse desprezível, qual seria o valor da velocidade do bloco ao atingir 
o solo (ponto A da figura)? 
Ecf = Epi 
m.v²/2 = m.g.h 
v²/2 = 10.1,8 
v² = 36 
v = 6 m/s 
 
 
 
 
b) Entretanto, apesar de pequeno, o atrito entre o gelo e a madeira não é desprezível, de modo que o bloco 
de gelo e chega à base da rampa com velocidade de 4,0m/s. Qual foi a energia dissipada pelo atrito? 
Epi = Ecf + EFat 
m.g.h = m.v²/2 + EFat 
8*10*1,8 = 8*4²/2 + EFat 
144 = 64 + EFat 
EFat = 80 J 
 
7. Um bloco de massa 0,20kg desce deslizando sobre a superfície mostrada na figura a seguir. 
 
No ponto A, a 60cm acima do plano horizontal EBC, o bloco tem uma velocidade de 2,0m/s e, ao passar pelo 
ponto B, sua velocidade é de 3,0m/s. Considere g=10m/s2. 
1- Mostre, usando idéias relacionadas ao conceito de energia, que, entre os pontos A e B, existe atrito entre 
o bloco e a superfície. 
2- Determine o trabalho realizado pela força de atrito que atua no bloco entre os pontos A e B. 
 
Considerando o sistema conservativo, não há perda de energia. Assim, podemos escrever: 
Emecânica 
A
 = Emecânica 
B
  m × g × hA + (m × vA 
2
) / 2 = m × g × hB + (m × vB 
2
) / 2 
 
Simplificando a massa m e considerando hB = 0, temos: 
g × hA + vA 
2
/ 2 = g × hB + vB 
2
 / 2 → 10 × 0,6 + 2 2/ 2 = 10 × 0 + vB 
2
/ 2 
 
Logo: 8 = vB 
2/ 2 → vB
2
 = √16 
Assim: 
vB = 4,0m/s