Exercícios de Física sobre Dinâmica 2014

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Alexandre
Universidade Veiga de Almeida
Exercícios de Física sobre Dinâmica – Primeiro Semestre 2014
Professor: Alexandre
1- Uma bala de 12,0 g é acelerada a partir do repouso até uma velocidade de 700 m/s, enquanto ela percorre 20 cm no cano de uma arma. Supondo que a aceleração é constante, qual a intensidade da força que acelera a bala? 
2- Um bloco é lançado para cima sobre um plano inclinado, sem atrito, com uma velocidade inicial de 3,5 m/s. O ângulo de inclinação é de 32o. (a) Até que distância para cima do plano inclinado o bloco chega? (b) Quanto tempo o bloco leva para alcançar essa altura? R: (a) 1,18 m (b) 0,674 s.
3- Uma caixa de 12 kg é solta do topo de um plano inclinado que tem 5,0 m de comprimento e faz um ângulo de 40o com a horizontal. Uma força de atrito de 60 N atrapalha o movimento da caixa. (a) Qual será a aceleração da caixa? (b) Quanto tempo ela gastará para atingir a base do plano inclinado?
4- Um plano inclinado faz um ângulo de 30o com a horizontal. Determine a força constante aplicada paralelamente ao plano, necessária para fazer com que uma caixa de 15 kg deslize plano acima com urna aceleração de 1,2 m/s2. Despreze as forças de atrito. R: 91,58 N.
5- Um plano inclinado que faz um ângulo de 40o com a horizontal, tem uma polia em seu topo. Um bloco mA = 5,0 kg está sobre o plano é ligado a um bloco de mB = 3,0 kg, que pende livremente ao lado vertical, por meio de uma corda que passa pela polia. Calcule a aceleração de cada bloco assim como a força de tensão (tração).
 
6- Um plano inclinado que faz um ângulo de 30o com a horizontal, tem uma polia em seu topo. Um bloco de 30 kg sobre o plano é ligado a um bloco de 20 kg, que pende livremente ao lado vertical, por meio de uma corda que passa pela polia. Calcule a distância que o bloco de 20 kg cairá em 2 s, partindo do repouso, sabendo que o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano é 0,20.
 
7- Um bloco de 3 kg escorrega sobre uma superfície horizontal sem atrito, com a velocidade de 7 m/s. Depois de escorregar a distância de 2 m, encontra uma rampa, também sem atrito, inclinada de 40º em relação à horizontal. A que altura sobe o bloco na rampa até atingir, momentaneamente, o repouso?
8- Determine as tensões de cada fio do sistema que mantém a esfera de massa 20 kg em equilíbrio. R: 339 N; 226 N; 196 N.
 
9- Um disco de hóquei de 110 g de massa desliza 15 m sobre o gelo antes de parar. (a) Se sua velocidade inicial era de 6,0 m/s, qual é a força de atrito entre o disco e o gelo? (b) Qual é o coeficiente de atrito cinético? R: (a) 0,132 N (b) 0,122
10- Um operário sentado no topo de um telhado de uma casa deixa cair seu martelo. O telhado é liso, com inclinação de 30o em relação a horizontal. O seu comprimento é de 9,8 m e sua beira está a 9,8 m do solo. A que distância da casa cairá esse martelo? R: 8,5 m.
 
11- Os dois blocos estão inicialmente em repouso. A massa de A é de 2 kg e a massa de B é de 3 kg. Despreze as massas das polias e os atritos entre as diversas partes do sistema. Considere g = 9,81 m/s2. Obtenha: (a) a aceleração de cada bloco; (b) a tensão no cabo. R: 0,87 m/s2; 1,74 m/s2; 13 N.
 
12- O coeficiente de atrito estático entre o teflon e uma omelete é aproximadamente igual a 0,04. Qual é o menor ângulo, em relação a horizontal, capaz de provocar o deslizamento da omelete em uma frigideira de teflon? R: ( 2,29o
13- Um carro de massa igual a m, que se move com velocidade constante igual a 20 m/s em uma rodovia curva de raio igual a 190 m. Qual deve ser o ângulo ( que a estrada deve fazer com a horizontal para evitar o escorregamento sem a necessidade de se considerar a força de atrito. R: 12o.
14- Uma curva circular em uma auto‑estrada é planejada para supor​tar um tráfego com velocidade de 60 km/h. (a) Se o raio da curva for de 150 m, qual será o ângulo de inclinação correto para esta curva? (b) Se a curva não fosse compensada, qual seria o coeficiente de atrito mínimo entre os pneus e a estrada para manter o tráfego com a velocidade planejada evitando, entretanto derrapagens? R: (a)11o; (b) 0,19.
15- Um pássaro realiza um vôo planado, descrevendo uma trajetória circular. O ângulo segundo o qual ele inclina as asas é estimado em 25o e ele demora 13 s para dar uma volta completa. (a) Qual é a velocidade do pássaro? (b) Qual é o raio do círculo? R: (a) 9,46 m/s (b) 19,6 m
16- Uma curva não compensada de uma auto‑estrada é projetada para suportar um tráfego com velocidade de 60 km/h. O raio da curva é de 200 m. O tráfego move‑se ao longo da auto‑estrada em um dia chuvoso, com velocidade de 40 km/h. Qual deve ser o coeficiente de atrito mínimo para que os carros possam fazer a curva sem haver derrapagem? R: 0,080.
 Bibliografia:
 Fundamentos da Macânica – Halliday - Resnick 2a Edição
 College Physics – Frederick J. Bueche
 Physics – Alvin Halpern
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Alexandre