5 Aplicacoes Leis de Newton

Prévia do material em texto

Exercício 6 - Um menino faz uma bola presa a um fio girar num círculo horizontal de raio 0,8 
m. Quantas voltas por minuto deve fazer a bola para que a aceleração centrípeta seja igual à 
aceleração de queda livre g devida à gravidade?
 
Exercício 7- Um piloto de 50 kg sai de um mergulho vertical descrevendo um arco de círculo 
com uma aceleração de 8,5 g para cima, onde g é a aceleração da gravidade. (a) Qual o módulo 
da força exercida pelo assento do avião sobre piloto, no fundo do arco? (b) Se a velocidade do 
avião for de 345 km/h, qual o raio do arco circular?
Exercício 8- Um corpo de massa m1 está preso num fio de comprimento L1, que tem uma ponta 
fixa no centro de uma mesa horizontal sem atrito. Um outro corpo, de massa m2, está preso ao 
primeiro por um fio de comprimento L2 e também descreve um círculo, como mostra a figura 4. 
Calcular a tensão em cada fio sabendo que o período de revolução dos dois corpos é T.
Exercício 9 - O ângulo de inclinação de uma curva circular de 150 m de raio é de 10º. Um carro 
de 800 kg faz a curva a 85 km/h sem derrapar. Calcular (a) a força normal da pista da estrada 
sobre o pneus, (b) a força de atrito da pista sobre o pneus do carro e (c) o coeficiente de atrito 
estático mínimo entre a pista e os pneus.
Exercício 10 - Uma criança escorrega por um plano inclinado de 30º no tempo t. O coeficiente 
de atrito cinético entre ela e o plano é µc. Quando a descida do mesmo plano é feita sobre um 
carrinho com rodas sem atrito, o tempo de descida é t/2. Calcular µc.
Exercicio 11 - 1. Na estrutura em equilíbrio mostrada na figura 5, a barra AB tem peso 
desprezível. Determine o módulo da tensão T na corda BD e os módulos das componentes 
horizontal e vertical da força que a articulação A exerce sobre a barra.
Lista de Exercícios de Fenômenos Mecânicos - 2012
Bacharelado em Ciência e Tecnologia - UFVJM
Coletânea de exercícios sobre Leis de Newton e Aplicações (retirado do Tipler)
Exercício 1 - Um bloco m1 de 250 g de massa está em repouso sobre um plano inclinado de 30º 
em relação à horizontal, como mostra a figura 1. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o 
plano é µc = 0,100. Suponha que o bloco m2 tenha 200 g de massa e que o fio e a polia tenham 
massas desprezíveis e este último tenha atrito também desprezível. Supondo que o bloco m2 caia 
30,0 cm na vertical, mostre que sua velocidade será de 83 cm/s. 
Exercício 2 - Um corpo de 4,5 kg é lançado com uma velocidade inicial de 14 m/s por um plano 
inclinado acima. O ângulo do plano com a horizontal é de 37º. Depois que o corpo percorre 8 m, 
sua velocidade para cima cai a 5,2 m/s. Calcule (a) o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e 
o plano, (b) a distância percorrida pelo corpo entre o ponto de partida e o instante em que fica 
momentaneamente em repouso e (c) a velocidade do corpo ao atingir, de volta, o ponto inicial. 
Exercício 3 - Uma pessoa aposta com outra que pode manter um corpo de 2 kg parado na frente 
de um carrinho, conforme figura 2, sem usar ganchos, cordas, pregadores, imãs, cola, adesivos 
etc. Quando a aposta é aceita, a pessoa passa a empurrar o carro para a frente. O coeficiente de 
atrito estático entre a superfície frontal do carrinho e o corpo é de 0,6. (a) Qual a aceleração 
mínima do carrinho que garante a vitória da primeira pessoa? (b) Qual a força de atrito com esta 
aceleração? (c) Calcular a força de atrito se a aceleração a for o dobro da aceleração mínima 
calculada na letra (a). (d) Mostrar que, qualquer que seja a massa do bloco, não haverá a queda 
se a aceleração for maior ou igual a g/µe, onde µe é o coeficiente de atrito estático.
Exercício 4 - Um corpo de 2 kg está sobre outro de 4 kg, que por sua vez está pousado sobre 
uma superfície horizontal sem atrito, conforme mostra a figura 3. Os coeficientes de atrito 
estático e cinético entre os dois corpos são 0,3 e 0,2, respectivamente. (a) Qual a força máxima F 
que pode ser aplicada ao corpo de baixo sem que o de cima escorregue? (b) Se F for a metade do 
valor calculado na letra (a), que aceleração terão os dois blocos e qual a força de atrito entre 
eles? (c) Se F tiver o dobro do valor calculado em (a), qual a aceleração de cada corpo?
Exercício 5 - Um corpo está pousado sobre um plano inclinado que se desloca paralelamente a si 
mesmo com uma certa aceleração. Se esta aceleração for muito grande, o corpo escorrega para o 
topo do plano e se for muito pequena, escorrega para o pé do plano. Supondo que o plano faça 
um ângulo de inclinação de 40º com a horizontal, calcule os valores máximo e mínimo da 
aceleração para que o corpo fique parado sobe o plano. Tome m como a massa do corpo e µe 
como o coeficiente de atrito estático.
Figura 1 Figura 2
Figura 3 Figura 4
Figura 5
segunda-feira, 22 de julho de 2013