Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
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 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 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 5 N 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 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 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 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 Centro de Educação Superiorde 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 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 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 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 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 22) Um rebocador puxa duas barcaças pelas águas de um lago tranqüilo. A primeira delas tem massa de 30 toneladas e a segunda, 20 toneladas. Por uma questão de economia, o cabo de aço I que conecta o rebocador à primeira barcaça suporta, no máximo, 6 × 10 5 N, e o cabo II, 8 × 10 4 N. Desprezando o efeito de forças resistivas, calcule a aceleração máxima do conjunto, a fim de evitar o rompimento de um dos cabos. Resp : 4m/s 2 23) Os três corpos, A, B e C, representados na figura a seguir têm massas iguais, m = 3,0kg. O plano horizontal, onde se apóiam A e B, não oferece atrito, a roldana tem massa desprezível e a aceleração local da gravidade pode ser considerada g = 10m/s 2 . A tração no fio que une os blocos A e B tem módulo: Resp: TAB = 10N 24) Os blocos A e B têm massas mA = 5,0kg e mB = 2,0kg e estão apoiados num plano horizontal perfeitamente liso. Aplica-se ao corpo A uma força horizontal F , de módulo 21N. A força de contato entre os blocos A e B tem módulo, em newtons: Resp: 6N letra (e) a) 21 b) 11,5 c) 9,0 d) 7,0 e) 6,0 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 25) Num local onde a aceleração gravitacional tem módulo 10m/s 2 , dispõe-se o conjunto a seguir, no qual o atrito é desprezível, a polia e o fio são ideais. Nestas condições, a intensidade da força que o bloco A exerce no bloco B é: Resp: FAB = 36N 26) Dois corpos, A e B, atados por um cabo, com massas mA = 1kg e mB = 2,5kg, respectivamente, deslizam sem atrito no solo horizontal sob ação de uma força, também horizontal, de 12N aplicada em B. Sobre este corpo, há um terceiro corpo, C, com massa mC = 0,5kg, que se desloca com B, sem deslizar sobre ele. A figura ilustra a situação descrita. Calcule a força exercida sobre o corpo C. Resp: A resultante de força no corpo C é de 1,5 N sendo que a Terra faz 5 N para baixo e o bloco B faz 5 N para cima e 1,5 N para a direita.
Compartilhar