5ªLlista de Exercícios ( Cap 5)

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Centro de Educação Superior de Brasília 
Centro Universitário Instituto de Educação Superior de Brasília 
Curso: Engenharia Civil Disciplina: Física I 
Professor: Douglas Esteves 
 
Notas de Aula : Física I Curso: Engenharia Civil ( 2° Semestre ) 
Professor: Douglas Esteves e-mail: matematyco2010@gmail.com 
Halliday -Resnic 9ª Edição 
 
Exercícios do Cap 5 
 Força e Leis de Newton; 
Problemas 
1) Apenas duas forças horizontais atuam em um corpo de 3,0 kg que pode se mover em 
um piso sem atrito. Uma força é de 9,0N e aponta para o leste, a outra é de 8,0N e 
atua a 62° ao norte do oeste. Qual é o módulo da aceleração do corpo? R = 2,9m/s
2
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Se um corpo padrão de 1 Kg tem uma aceleração de 2,00m/s² a 20° em relação ao 
sentido positivo do eixo x, quais são (a) a componente x e (b) a componente y da força 
resultante atuando sobre o corpo, e (c) qual é a força resultante em termos dos vetores 
unitários? R: a) 1,88N ; b) 0,684 N ; c) (1,88N)i+( 0,684N ) j 
 
3) Um bloco pesando 3,0 N está em repouso sobre uma superfície horizontal. Uma força 
de 1,0 N vertical para cima é aplicada no corpo por intermédio de uma mola. Quais são 
(a) o módulo e (b) o sentido da força do bloco sobre a superfície horizontal? R: a) 2N b) 
para baixo 
 
 
 
 
 
 
 
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Halliday -Resnic 9ª Edição 
 
4) A Fig.5-33 mostra um sistema em que quatro discos estão suspensos por cordas. A 
mais comprida no topo passa por uma polia sem atrito e exerce uma força de 98 N sobre 
a parede à qual está presa. As tensões nas cordas menores são T₁= 58,8 N, T₂= 49,0 N, e 
T₃=9,8 N. Quais as massas (a) do disco A,(b) do disco B(c) do disco C, e (d) do disco 
D? 
R: a) 3,99 Kg ; b) 0,99 Kg ; c) 3,99 Kg ; d) 1 Kg
 
 
 
 
 
 
 
 
5) Na Figura abaixo considere a massa do bloco igual a 8,5 Kg e o ângulo 0 igual a 30°. 
Encontre (a) a tensão na corda e (b) a força normal atuando no bloco.(c) Se a corda for 
cortada, encontre o módulo da aceleração do bloco. 
R: T = 41,69 N ; b) FN = 72,21 N c) a = 4,9 m/s
2
 
 
 
 
 
 
6) Qual é o módulo da força necessária para acelerar um trenó foguete de 500 Kg até 
1600 Km/h em 1,8 s, partindo do repouso? R: F = 1,23.10
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N 
 
 
 
 
 
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7) Um carro a 53 Km/h se choca com um pilar de uma ponte. Um passageiro do carro se 
desloca para frente de uma distância de 65 cm ( em relação a estrada) até ser 
imobilizado por um airbag inflado. Qual é o módulo da força ( suposta constante) que 
atua sobre o tronco do passageiro, que tem massa de 41 Kg? R: F = 6,8.10
3
N 
 
8) Um elétron com uma velocidade de 12 X 10⁷m/s se move horizontalmente para 
dentro de uma região onde uma força vertical constante de 4,5 x 10⁻¹⁶ N atua sobre o 
mesmo. A massa do elétron é 9,11 X 10⁻³¹ Kg. Determine a distância vertical na qual o 
elétron é defletido durante o tempo em que ele se deslocou 30 mm horizontalmente 
dentro do campo de força. R: 
9) Um bloco começa a subir um plano inclinado sem atrito com uma velocidade inicial 
V0 = 3,50 m/s. O ângulo do plano inclinado é 32º. (a) Que distância ao longo do 
plano inclinado o bloco consegue atingir? (b) Quanto tempo o bloco leva para percorrer 
essa distância? (c) Qual é a velocidade do bloco ao chegar de volta ao ponto de partida? 
R: a) 1,18m b) 0,67 s c) -3,50 m/s 
10) Na Fig.5-40 um caixote de massa m = 100kg é empurrado com velocidade 
constante sobre uma rampa sem atrito (0=30,0°) por uma força horizontal F. Quais são 
os módulos de (a) F e (b) da força que a rampa exerce sobre o caixote? R: F = 566N ; 
FN = 1,13 . 10
3
N 
 
 
 
 
 
 
11) Uma garota de 40 Kg e um trenó de 8,4 Kg estão sobre a superfície sem atrito de 
um lago congelado, separados por 15m, mas unidos por uma corda de massa 
desprezível. A garota exerce uma força horizontal de 5,2 N sobre a corda. Quais são os 
módulos das acelerações (a) do trenó e (b) da garota? (c) A que distância da posição 
inicial da garota eles se encontram? R: a) 0,62 m/s
2
 ; b) 0,13 m/s
2
 ; c) x = 2,6m 
 
 
 
 
 
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12) Um esquiador de 40 Kg desliza diretamente para baixo em uma ladeira sem atrito 
que faz um ângulo de 10° com a horizontal. Suponha que o esquiador se desloca em 
sentido negativo de um eixo x ao longo da ladeira. O vento exerce uma força sobre o 
esquiador componente Fᵪ . Quanto vale Fᵪ se o módulo da velocidade do esquiador (a) é 
constante, (b) aumenta com uma taxa de 2,0 m/s²? R: a) 67,88 N ; b) 40 N 
13) Uma cabine de elevador e sua carga têm massa uma massa combinada de 1600 Kg. 
Encontre a tensão no cabo de sustentação quando a cabine, originalmente desce a 12 
m/s, é levada ao repouso com aceleração constante em uma distância de 42 m. R: T = 
18432N 
14) Uma lâmpada está pendurada por um fio em um elevador que desce desacelerado a 
2,4 m/s². (a) Se a tensão no fio é 89 N, qual é a massa da lâmpada? (b) Qual é a tensão 
no fio quando o elevador sobe acelerando a 2,4m/s²? R: a) 7,29 Kg ;b ) 89 N 
15) Na Fig.5-43, uma corrente composta de cinco elos, cada um de massa 0,100 Kg, é 
erguida verticalmente com aceleração constante de módulo a = 2,50 m/s². Encontre o 
módulo (a) da força sobre o elo 1 exercida pelo elo 2,(b) da força sobre o elo 2 exercida 
pelo elo 3, (c) da força sobre o elo 3 exercida pelo elo 4, e (d) da força sobre o elo 4 
exercida pelo elo 5. Encontre, então, o módulo (e) da força F sobre o elo 5 exercida pela 
pessoa que ergue a corrente e (f) a força resultante que acelera cada elo. 
R: a) 1,231N ; b) 2,46N ; c) 3,69N ; d)4,92 N e) 6,15 N ; f) 0,25 N 
 
16) Na Figura abaixo,três blocos conectados são puxados para a direita sobre uma mesa 
horizontal sem atrito por uma força de módulo T₃ = 65,0 N. Se m₁ = 12,0 Kg, m₂ = 24,0 
Kg e m₃ = 31,0 Kg, calcule (a) o módulo da aceleração do sistema, (b) a tensão T₁ e 
(c) a tensão T₂. R: a) 0,97m/s2 ; b) 11,64 N ; c) 34,92 N 
 
 
 
 
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17) A Figura abaixo mostra dois blocos conectados por uma corda (de massa 
desprezível) que passa sobre uma polia sem atrito(também massa desprezível). O 
conjunto e conhecido como máquina de Atwood. Um bloco tem massa m₁ = 1,3 Kg; o 
outro tem massa m₂ = 2,8 Kg. Quais são (a) o módulo das acelerações dos blocos e (b) 
da tensão na corda? R: a)3,58 m/s
2
 ; b) 17,43 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18) A Figura abaixo mostra um homem sentado em uma cabina presa a uma corda de 
massa desprezível que passa por uma roldana de massa e atrito desprezível e desce de 
volta as mãos do homem. A massa conjunta do homem e da cabina é 95,0 Kg. Qual o 
módulo da força com a qual o homem deve puxar a corda para que o mesmo suba (a) 
com velocidade constante e (b) com uma aceleração para cima de 1,30 m/s²? ( Dica: um 
diagrama de corpo livre pode ajudar realmente.).Se no lado direito a corda se estende 
até o solo e é puxada por outra pessoa, qual o módulo da força com a qual está pessoa 
deve puxar a corda para que o homem suba (c) com velocidade constante e (d) com uma 
aceleração para cima de 1,30 m/s²? Qual é o módulo da força da polia sobre o teto (e) na 
parte a, (f) na parte b, (g) na parte c, e (h) na parte d? 
R: a) 465,97N ; b) 527,72N ; c) 931,95 N ; d) 1055,45 N 
 e) 931,94 N ; f) 1055,44 N ; g) 1863,9 N ; h) 2110,9 N 
 
 
 
 
 
 
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19) Na figura abaixo três caixas são conectadas por cordas, uma das quais passa por 
uma polia de atrito e massa desprezíveis. As massas das caixas são mA = 30,0 kg , mB = 
40,0 kg e mC = 10,0 kg. Quando o conjunto é liberado a partir do repouso. (a) qual é a 
tensão da corda que liga B e C? (b) que distância percorre nos primeiros 0,250 s ( 
supondo que não atinja a polia)? R: a) 36,75 N ; b) 0,19 m 
 
 
 
 
 
20) A figura abaixo mostra 4 pinguins que estão sendo puxados sobre o gelo 
muito escorregadio ( sem atrito) por um zelador. As massas de três pinguins e as tensões 
em duas cordas são m1= 12 Kg , m3 = 15 Kg , m4 = 20 Kg , T2 = 111 N , T4 = 222 N. 
Determine a massa do pinguim 2 que não foi dada. R: 23 Kg 
 
21) Uma força F de módulo 12N é aplicada a uma caixa de massa m2 = 1,0 Kg. A força 
é dirigida para cima paralelamente a um plano inclinado de ângulo 37º. A caixa está 
ligada por uma corda a outra caixa de massa m1 = 3,0 Kg situada sobre o piso. O plano 
inclinado, o piso e a polia não tem atrito e as massas da polia e da corda são 
desprezíveis. Qual é a tensão na corda? R: T = 4,6 N