Lista de Dinamica 2015

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Universidade Veiga de Almeida
Exercícios de Física sobre Dinâmica 2015
Professor: Alexandre
1- Determine as tensões de cada fio do sistema que mantém a esfera de massa 20 kg em equilíbrio. R: 113 N; 226 N; 196 N.
 
3- O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano inclinado é 0,20. Determine a aceleração do bloco. R: 7,51 m/s2
 
4- 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? 
5- Um homem de 700 N está de pé sobre uma balança no chão de um elevador. A balança registra a força que ela exerce no homem. Qual é a leitura na balança se o elevador tem uma aceleração de (a) 1,8 m/s2 para cima? (b) 1,8 m/s2 para baixo? (c) 9,8 m/s2 para baixo?
6- 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.
7- Um bloco de massa 2,5 N está sendo arrastado por uma força F constante de valor 20 N, de modo a imprimir-lhe uma certa velocidade constante. Sabendo que há atrito entre o bloco e a superfície, qual é o valor do coeficiente de atrito? R: 0,8
8- Um carrinho de 20 kg está sendo puxado ao longo do nível do chão, por uma corda inclinada de 30o acima da horizontal. Urna força de atrito de 30 N se opõe ao movimento. Qual a intensidade da força que puxa o carrinho, se este se move com (a) velocidade constante, (b) urna aceleração de 0,40 m/s2?
9- 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?
10- 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.
11- 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). R: 0,86 m/s2; 35,8 N.
 
12- 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 25 kg, que pende livremente ao lado vertical, por meio de uma corda que passa pela polia. Calcule a distância que o bloco de 25 kg cairá em 2 s, partindo do repouso, sabendo que o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano é 0,20. R: 1,74 m
 
13- Uma força de 200 N é necessária para fazer com que um bloco de 15 kg deslize para cima de um plano inclinado de 20o, com uma aceleração de 25 cm/s2. Determine (a) a força de atrito no bloco e (b) o coeficiente de atrito.
14- Qual é a menor força paralela a um plano inclinado de 37o necessária para impedir que um peso de 100 N, deslize plano abaixo, se os coeficientes de atrito estático e cinético são ambos 0,30?
15- Três blocos A, B e C, de massas mA = 12 kg, mB = 24 kg e mC = 31 kg, estão ligados por fios ideais e movem-se sem atrito para a direita. Determine a aceleração do sistema e as intensidades das forças de tração nos fios, quando o sistema é puxado por uma força de módulo F = 65 N em C. R: 0,970 m/s2, 11,6 N, 34,9 N.
16- 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?
17- 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
18- Um bloco pesando 80 N está apoiado em um plano inclinado segundo um ângulo de 20o com a horizontal. O coeficiente de atrito estático é 0,25, enquanto o coeficiente de atrito dinâmico é 0,15. (a) Qual o valor mínimo da força F, paralela ao plano, que pode evitar que o bloco escorregue? (b) Qual o valor mínimo da força F que pode iniciar o movimento do bloco para cima do plano? (c) Que força F é necessária para mover o bloco para cima do plano com velocidade constante? R: (a) 8,57 N (b) 46,2 N (c) 38,6 N
 
 19- 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.
 
20- 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. Obtenha: (a) a aceleração de cada bloco; (b) a tensão no cabo. R: 0,87 m/s2; 1,74 m/s2; 13 N.
 
21- 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.
22- 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.
23- Um carro de massa igual a 1610 kg, que se move com velocidade constante igual a 72 km/h em uma rodovia curva e não compensada. O raio da curva é igual a 190 m. Qual deve ser o valor mínimo do coeficiente de atrito entre a rodovia e os pneus? R: 0,21
24- 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.
25- Um carro, indo a 10 m/s, tenta virar uma esquina, em um arco circular de 200 m de raio. A rua é plana. Quanto deve valer o coeficiente de atrito entre as rodas e a rua, para que o carro não derrape? R: 0,05
26- 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
 Bibliografia:
 Fundamentos da Macânica – Halliday - Resnick 2a Edição
 College Physics – Frederick J. Bueche
 Physics – Alvin Halpern
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Alexandre