Física 1 | Lista 1

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Leis de Newton 
 
8º Questão) Uma lâmpada está pendurada na vertical por um fio em um elevador que está descendo. Antes de parar, o 
elevador possui uma desaceleração de 2,4 m/s2. 
 
(a) Se a tração no fio é de 89 N, qual é a massa da lâmpada? R.: 7,3 kg 
(b) Qual é a tração no fio quando o elevador está subindo com uma aceleração para cima de 2,4 m/s2. R.: 89 N 
 
9º Questão) O coeficiente de atrito estático entre o Teflon e os ovos mexidos é de aproximadamente 0,04. Qual é o 
menor ângulo, em relação à horizontal, que provoca o deslizamento dos ovos ao longo de uma frigideira coberta com 
teflon? R.: 2,3 º 
 
10º Questão) Uma barra horizontal é usada para suportar um objeto de 75 kg entre duas paredes. As forças iguais 
exercidas contra a parede pela barra podem ser alteradas ajustando-se o comprimento da barra. O sistema é totalmente 
suportado pelo atrito entre as extremidades da barra e das paredes. O coeficiente de atrito estático entre a barra e as 
paredes é de 0,41. Encontre o valor mínimo para as forças F de modo que o sistema permaneça em equilíbrio. 
R.: 898 N 
 
11º Questão) Um pêndulo cônico é formado por um seixo de 53 gramas a um fio de 1,3 m. O seixo oscila em torno de 
um círculo de 25 cm de raio. 
 
(a) Qual é a velocidade do seixo? R.: 0,7 m/s 
(b) Qual é a sua aceleração? R.: 1,96 m/s2 
(c) Qual é a tração no fio? R.: 0,53 N 
 
12º Questão) Um trabalhador arrasta um engradado (m = 70 kg) pelo chão puxando por uma corda inclinada de 17º 
com a horizontal. O coeficiente de atrito estático é 0,52 e o coeficiente de atrito cinético é 0,35. 
 
(a) Qual é a tração na corda necessária para mover o engradado? R.: 322N 
(b) Qual é a aceleração inicial do engradado? R.: 1,44m/s2 
 
13º Questão) Três astronautas, impulsionados por mochilas a jato, empurram e guiam um 
asteroide de 120 kg para uma base de manutenção, exercendo as forças mostradas na Figura ao 
lado com F1 = 32 N, F2 = 55 N, F3 = 41 N, θ1 = 30° e θ3 = 60°. Determine a aceleração do 
asteroide: 
(a) Na notação dos vetores unitários. R.: 0,86m/s2 î +0,16m/s2 ĵ 
(b) como um módulo e R.: 0,88m/s2 
(c) um ângulo em relação ao semieixo x positivo. R.:10,5º 
 
14º Questão) A figura ao lado mostra três blocos ligados por cordas que passam por 
polias sem atrito. O bloco B está em uma mesa sem atrito; as massas são mA = 6,00 
kg, mB = 8,00 kg e mC = 10,0 kg. Qual é a tração da corda da direita quando os blocos 
são liberados? R.: 81,7N 
 
 
15º Questão) Uma moça de 40 kg e um trenó de 8,4 kg estão na superfície sem atrito de um lago congelado, separados 
por uma distância de 15 m, mas unidos por uma corda de massa desprezível. A moça exerce uma força horizontal de 
5,2 N sobre a corda. Qual é o módulo da aceleração (a) do trenó e (b) da moça? (c) A que distância da posição inicial 
da moça os dois se tocam? R.: 2,6 m 
 
16º Questão) Uma esfera, com massa de 3,0 × 10−4 kg, está suspensa por uma corda. Uma brisa horizontal constante 
empurra a esfera de tal forma que a corda faz um ângulo de 37° com a vertical. Determine (a) a força da brisa sobre a 
bola R.: 3,75x10-3 N e (b) a tração da corda. R.: 2,25 x10-3 N 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho e Energia 
 
17º Questão) O coração humano é uma bomba potente e extremamente confiável. A cada dia ele recebe e descarrega 
cerca de 7500 litros de sangue. Suponha que o trabalho realizado pelo coração seja igual ao trabalho necessário para 
elevar essa quantidade de sangue à uma altura de 1,63 m. A densidade do sangue é 1,05x103 kg/m3. 
 
(a) Qual é o trabalho realizado pelo coração em um dia? 
R.: 125,8kJ 
 
(b) Qual é a potência de saída em Watts? R.: 1,46W 
 
18º Questão) Uma força paralela ao eixo Ox atua sobre a partícula que se desloca ao longo desse eixo. Esta força produz 
uma energia potencial dada por U(x) = αx4 , onde α = 1,2 J/m4. Qual é a força (vetorial) quando a partícula se encontra 
em x = - 0,8 m? R.: 2,4N î 
 
19º Questão) Uma mola ideal de massa desprezível tem 12cm de comprimento quando nada está preso a ela. Ao 
pendurarmos um peso de 3,15 kg nessa mola seu comprimento passa a ser 13,4 cm. Para que esta mola armazene 10 J 
de energia potencial, qual deve ser o comprimento total distendido? R.: 9,53 m 
 
20º Questão) Uma atiradeira lança um seixo de 10 g até uma altura de 22 m. 
 
(a) Qual é a energia potencial elástica armazenada nas tiras da atiradeira? R.: 2,16J 
 
(b) Qual seria a altura atingida por um seixo de 25 g lançado pela atiradeira, supondo a mesma energia potencial 
armazenada? R.: 8,8 m 
 
(c) Quais são os efeitos físicos que você está desprezando para responder esse problema? 
 
21º Questão) Uma bola de borracha de 650 g é largada do repouso de uma altura inicial de 2,5 m, e a cada quique ela 
retorna a 75% da sua altura anterior. 
 
(a) Qual é a energia mecânica inicial da bola assim que é liberada da sua altura inicial? R.: 15,9J 
 
(b) Quanta energia mecânica a bola perde durante seu primeiro quique? O que acontece com esta energia? R.: 4J 
 
(c) Quanta energia mecânica é perdida no segundo quique? R.: 3J 
 
22º Questão) O ônibus espacial Endeavour, com massa igual a 86400 kg, está em uma órbita circular de raio 6,66 x 106 
m em torno da Terra. O ônibus leva 90,1 min para completar a órbita. Em uma missão de recuperação, ele se aproxima 
cautelosamente de um satélite desativado em 1 m a casa 3s. Calcule a energia cinética do ônibus espacial. 
 
(a) Em relação à Terra R.: 2,59 x 1012 J 
 
(b) Em relação ao satélite. R.: 4800 J 
 
23º Questão) Você foi solicitado para projetar uma mola que deve fornecer a um satélite de 1160 kg uma velocidade de 
2,5 m/s em relação a uma estação espacial em órbita. Sua mola deve fornecer ao satélite uma aceleração máxima de 5 
g. Você pode desprezar a massa da mola, a energia cinética de recuo da estação e as variações de energia potencial 
gravitacional. 
 
(a) Qual deve ser a constante da mola? R.: 4,44 x 105 J 
 
(b) Qual a distância que a mola deve ser comprimida? R.: 0,13 m
 
 
 
 
 
Sistema de partículas. 
 
 
 
24º Questão) Em uma erupção vulcânica, uma rocha de 2400 kg é lançada de baixo pra cima. Em seu ponto máximo, 
ela explode repentinamente em dois fragmentos, sendo que a massa de um dos fragmentos é 3 vezes maior que a do 
outro. O fragmento mais leve passa a se deslocar somente com velocidade horizontal e cai no solo a 274 m diretamente 
ao norte do ponto da explosão. Onde o outro fragmento cairá? Despreze a resistência do ar. 
R: 91,3 m ao sul. 
 
25º Questão) Um soldado dispara sua pistola automática de 8 tiros com a taxa máxima de 1000 disparos por minuto. 
Cada bala possui massa igual a 7,45 g e velocidade igual a 293 m/s em relação ao solo no momento em que a bala sai 
do cano da arma. Calcule a força média de recuo da arma durante o disparo. 
R: Fm = 36,4 N. 
 
26º Questão) Uma bola de massa M que se move horizontalmente a 5 m/s colide elasticamente comum bloco de massa 
3M, que está inicialmente em repouso preso ao teto por um fio de 50 cm. Ache o ângulo máximo que o bloco oscila 
após ser atingido. R: θmax= 69º. 
 
 
27º Questão) Um nêutron em repouso se decompõe em um próton e um elétron. Uma energia é liberada no processo de 
decomposição e se transforma na energia cinética dos fragmentos. A massa do próton é 1836 vezes maior que a massa 
do elétron. Qual a fração da energia cinética total liberada se transforma em energia cinética do próton? 
R: 0,054% 
 
28º Questão) Um foguete de fogos de artifício é disparado verticalmente de baixo pra cima. Na sua altura máxima de 
80 m, ele explode e se parte em dois pedaços, um com massa de 1,4 kg e o outro com massa de 0,28 kg. Na explosão860 J de energia química é convertida em energia cinética dos fragmentos. 
 
(a) Qual é a velocidade escalar de cada fragmento logo após a explosão? 
R: v1 = 71,5 m/s ; v2 = 14,3 m/s 
 
(b) É observado que os dois fragmentos atingem o solo ao mesmo tempo. A que distância um do outro eles caem no 
solo? Suponha que o solo é plano e a resistência do ar é desprezível. 
R: 347 m.