LISTA I 2013 03 13fisica ll

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Curso: Engenharias (ENP, EAC, EEL) Período: Noturno 
Disciplina: Física II 
Turma: 3ºSemestre 
Professor: Ilomar E. C. Machado 
Aluno: ______________________________ RA: ____________ 
Data: /_ _/2013 2013/1 
 
 
 Nota 
 
 
Lista de Exercícios – I 
 
Princípios da dinâmica – Leis de Newton 
 
1 – Um carro freia bruscamente e o passageiro bate com a cabeça no pára-brisa. Três pessoas dão as 
seguintes explicações sobre o fato: 
 
1ª – O carro foi freado, mas o passageiro continuou em movimento. 
2ª – O banco do carro impulsionou a pessoa para frente no instante da freada. 
3ª – O passageiro só foi jogado para frente porque a velocidade era alta e o carro foi freado 
bruscamente. 
Podemos concordar com: 
a) a 1ª e a 2ª pessoas. 
b) apenas a 1ª pessoa. 
c) a 1ª e a 3ª pessoas. 
d) apenas a 2ª pessoa. 
e) as três pessoas. 
Justifique. 
 
Resp.: B 
 
 
2 – Um carro roda por uma estrada com várias malas no bagageiro. Numa curva fechada para 
esquerda uma das malas, que estava mal segura, é atirada para a direita do motorista. Um físico 
parado à beira da estrada explicaria o fato: 
a) Pela força centrípeta b)Pela lei da gravidade c) Pela conservação de energia 
d) Pela lei da inércia e) Pelo principio da ação e reação. 
Justifique. 
Resp.: D 
 
 
 
 
 
 
 
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3 – Quando a resultante das forças que atuam sobre um ponto material é nula, podemos afirmar 
corretamente que o mesmo está: 
a) necessariamente em repouso. 
b) em movimento circular uniforme. 
c) em movimento com aceleração vetorial 
constante e não nula. 
d) em repouso ou em movimento com 
velocidade vetorial constante. 
e) em repouso ou em movimento com 
aceleração vetorial constante e não nula. 
Justifique 
 
Resp.: D 
 
 
4 – A imagem representa um bloco apoiado sobre uma mesa nas proximidades da superfície 
terrestre. 
 
a) Desenhe todas as forças que atuam no bloco. 
b) Esclareça onde estão aplicadas as forças corretamente. 
 
Resp.: Teoria dada em sala 
 
 
5 – Um menino está parado, de pé sobre um banco. A Terra aplica-lhe uma força que denominamos 
"peso do menino". Segundo a Terceira Lei de Newton, a reação dessa força atua sobre: 
a) o banco 
b) o menino 
c) a Terra 
d) a gravidade. 
e) nenhum dos elementos mencionados, pois a 
Terceira Lei de Newton não é válida para esse 
caso. 
Justifique 
 
Resp.: C 
 
 
6 – Um livro está em repouso num plano horizontal. Atuam sobre ele as forças peso – P e a normal 
FN, como indicado na figura. Analisando-se as afirmações abaixo: 
I - A força de reação à força peso está aplicada no centro da Terra. 
II - A força de reação à força normal é aplicada sobre o plano horizontal. 
III - O livro está em repouso e, portanto, normal e peso são forças de mesma intensidade e 
direção, porém de sentidos contrários. 
IV -A força normal é reação à força peso. 
Pode-se dizer que: 
 
 
 
 
 
 
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a) todas as afirmações são verdadeiras. d) apenas III e IV são verdadeiras. 
b) apenas I e II são verdadeiras. e) apenas a III é verdadeira. 
c) apenas I, II e III são verdadeiras. 
Justifique 
 
Resp.: C 
 
 
7 – Os blocos A e B, de massas mA = 6,0kg e mB = 4,0kg, respectivamente, apóiam-se num 
plano liso e horizontal, conforme a figura. Aplicando-se ao bloco A uma força horizontal de 
intensidade F1, e no bloco B uma força 
horizontal de intensidade a F2 = 20 N, o 
conjunto adquire uma aceleração a = 
5,0m/s2 no sentido indicado na figura. 
Determine F1 e a intensidade da força que 
um corpo aplica no outro. 
 
Resp.: 70N e 40N 
 
 
8 – Três blocos A, B e C, de massas iguais a 2,0kg, 3,0kg e 4,0kg, respectivamente, apoiados 
sobre uma superfície horizontal, sofrem a ação de uma 
força F como mostra a figura. Sabendo-se que a 
intensidade de F é 18 N e desprezando qualquer atrito, 
determine a aceleração dos blocos e a intensidade da força 
de interação que um bloco exerce no outro. 
 
Resp.: 2m/s2; 14N e 8N 
 
 
9 – Para o sistema indicado, determine a aceleração dos corpos e as intensidades das forças de 
tração nos fios, supostos ideais. 
Despreze os atritos: 
Dados: ma = 3,0 kg, ma = 5,0 kg, me = 
12 kg e F = 10 N. 
 
Resp.: 0,5m/s2; 4N e 1,5N 
 
 
10 – Como mostra a figura ao lado, o corpo Y 
está ligado por fios inextensíveis e perfeitamente 
flexíveis aos corpos X e Z. Y está sobre uma 
mesa horizontal. Despreze todos os atritos e as 
massas dos ligam os corpos e calcule o módulo da 
aceleração de Z em m/s2, considerando g = 
10m/s2. 
 
Resp.: 5/3 m/s2 
 
 
 
 
 
 
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11 – Os blocos A e B de massas 3,0kg e 2,0kg, respectivamente, são abandonados em repouso 
na posição indicada na figura. Determine a velocidade do 
bloco B ao atingir o solo. Despreze os atritos, considere a polia 
e os fios ideais e adote g =10 m/s2. 
 
Resp.: 4m/s 
 
 
 
 
 
 
12 – Para o sistema esquematizado, determine a aceleração dos corpos e a intensidade da força 
de tração no fio. Despreze os atritos e considere o fio e a 
polia ideais. 
Dados: mA = 4,0kg; mB = 2,0kg; g = 10 m/s2; sen θ = 
0,80. 
 
 
Resp.: 2,5m/s2 
 
 
13 – Na figura, determine as intensidades das forças de tração nos fios e a aceleração do 
sistema. Os fios e as polias são ideais e não 
há atrito. São dados os pesos dos corpos A, 
B e C: PA = 30N; PB = 20 N e PC = 50 N. 
Adote g = 10 m/s2 e considere θ = 70º. 
 
 
Resp.: a ≈ 1,6985m/s2 ; T1 ≈ 35,1N ; T2 ≈ 
38,5N 
 
 
 
 
14 – Na figura considere desprezível o atrito nos planos. Os fios e a polia são ideais. A massa 
de A é 4,0kg, a massa de B é 0,60kg, a 
massa de C é 0,40kg, g = 10 m/s2 e θ = 30°. 
Determine: 
 
a) a aceleração dos corpos; 
 
b) as intensidades das forças de tração nos 
fios. 
 
 
Resp.: a ≈ 0,4m/s2 ; T1 ≈ 1,6N ; T2 ≈ 1,84N 
 
 
 
 
 
 
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15 – Uma toalha de 50 x 80cm encontra-se em equilíbrio dependurada numa mesa conforme a 
figura. Parte dela encontra-se apoiada no tampo da mesa 
e parte, suspensa, conforme ilustra afigura. A toalha tem 
distribuição uniforme de massa igual a 5 x 10-2 g/cm2. 
Sabendo-se que a intensidade da força de atrito entre a 
superfície da mesa e a toalha é igual a 1,5N, pede-se: 
a) a massa total da toalha. 
b) o comprimento BE da parte da toalha que se encontra 
suspensa. 
 
Resp.: a) m = 0,2kg ; b) EB = 20cm 
 
16 – No sistema da figura ao lado, desprezam-se as massas do fio e da polia. Os corpos M, N 
e P têm massas respectivamente iguais a 2,0 kg, 3,0 kg e 1,0 kg, e a 
aceleração local da gravidade é 9,8 m/s2. Sabendo que o coeficiente 
de atrito entre a mesa e os corpos apoiados sobre ela é µ = 0,21, 
determine: 
a) a aceleração do sistema; 
b) a intensidade da força que M exerce em P. 
 
Resp.: a) a ≈ 3,871m/s2 ;b) FMP ≈ 5,929N ; c) T ≈ 17,787N 
 
17 – Considere o sistemadescrito no exercício 9. Nesta situação o atrito entre os blocos e a 
superfície é µ = 0,27. Recalcule a aceleração do sistema e as forças de tensão nos fios 1 e 2. 
 
18 – Considere o sistema descrito no exercício 15. Nesta situação o atrito entre os blocos e a 
superfície é µ = 0,31. Recalcule a aceleração do sistema e as forças de tensão nos fios 1 e 2. 
 
19 – Para modelar uma nave espacial, um motor de foguete de brinquedo é preso a um disco 
grande, que pode deslizar com quase nenhum atrito, sobre uma superfície horizontal, 
considerada no plano xy. O disco de 4,0 kg tem uma velocidade de 300m/s na direção i em 
um dado momento. 8 segundos depois, sua velocidade é de (800i + 10j)m/s. Assumindo que o 
motor de foguete exerce uma força horizontal constante F, determine: 
(a) os componentes da força; 
(b) sua magnitude. 
 
Resp.: a)F = (2,5i + 5,0j)N, b) F = 5,59N 
 
20 - Três forças atuam sobre um objeto, sendo dadas por F1 = (-2,0i + 2,0j)N, F2 = (5,0i - 
3,0j)N e F3 = (- 45,0i)N. O objeto experimenta uma aceleração de magnitude 3,75m/s2. 
(a) Qual o ângulo de inclinação da aceleração? 
(b) Qual é a massa do objeto? 
(c) Se o objeto está inicialmente em repouso, qual seria sua velocidade após 10,0 s? 
(d) Quais são os componentes de velocidade do objeto após 10.0 s? 
 
Resp.: a)≅ 181m/s2 anti-horario; b) m ≅ 11,2kg; c) vf =(−37,5i – 0,893j) m/s; d) v=37,5m/s 
 
 
 
 
 
 
 
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21 – Os sistemas mostrados nas figuras abaixo estão em equilíbrio. Se as escalas das balanças 
de mola estão calibradas em Newtons, o que elas estariam marcando? 
Despreze as massas das polias e cordas, e assumir a inclinação da parte (b) sem atrito. 
a) b) 
 
Resp.: a) 49N , b) 24,5N 
 
22 – Dois objetos estão ligados por uma corda que passa por uma polia sem atrito, como na 
figura abaixo. Desenhe as forças nos corpos e desconsidere o 
atrito. Sabendo que m1 = 2,00kg, e m2 = 6,00kg e que θ = 
55,0 °, encontre (a) a aceleração do sistema, (b) a tensão na 
corda, e (c) a velocidade de cada objeto. 
 
Resp.: a) a ≅ 3,57m/s2 , 
b)T ≅ 26,7N , c)vf ≅ 7,14m/s 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 – A pessoa na figura abaixo pesa 170 libras. Como se pode ver, cada uma das muletas 
forma um ângulo de 22,0 ° com a vertical. Metade do 
peso da pessoa é apoiado pela muleta. A outra metade é 
suportado pelas forças verticais da terra em seus pés. 
Assumindo que a pessoa se move com uma velocidade 
constante e que as forças exercidas pelo solo sobre as 
muletas atuam ao longo das mesmas, determine: 
 
(a) o menor coeficiente de fricção possível entre 
muletas e solo 
(b) a magnitude da força de compressão que atua em 
cada muleta. 
 
Resp.: a) µ = 0,404 b) F = 45,8 libras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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24 – Um Chevrolet Corvette conversível pode frear até parar percorrendo uma distância de 
123 pés, se estiver com uma velocidade de 60,0 mi/h em uma estrada horizontal reta. Qual é a 
sua distância de parada em uma estrada inclinada para baixo com um ângulo de 10,0 °? 
Obs.: Considerar o atrito. 
 
Resp.: Δx = 152 pés 
 
25 – Dois blocos ligados por uma corda de massa desprezível são arrastados por uma força 
horizontal F (ver figura). Supor que F = 68,0N, m1 = 12,0kg, m2 = 18,0kg, e o coeficiente de 
atrito cinético entre cada bloco e a superfície é 0,100. Calcule a tensão na corda e a aceleração 
do sistema. 
 
Resp.: T = 27,2N e a = 1,29m/s2