Aplicações das leis de Newton

Prévia do material em texto

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ 
PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO 
COLÉGIO TÉCNICO DE BOM JESUS 
Rodovia Municipal Bom Jesus – Viana / Planalto Horizonte; Bom Jesus-PI CEP 64.900-000 
 Telefone: (89) 3562-1103; Fax: (89) 3562-2067 / e-mail: cabjdiretoria@ufpi.edu.br 
 
 
 
Física 01 
Prof. Mailson Feitosa 
Lista I – Aplicações das Leis de Newton 
 
 
 
1 - Na figura abaixo, os blocos A e B têm 
massas mA = 6,0 kg e mB = 2,0 kg e, estando 
apenas encostados entre si, repousam sobre um 
plano horizontal perfeitamente liso. 
 
 
 
A partir de um dado instante, exerce-se em A 
uma força horizontal F, de intensidade igual a 
16 N. Desprezando a influência do ar, calcule: 
a) o módulo da aceleração do conjunto; 
b) a intensidade das forças que A e B trocam 
entre si na região de 
contato. 
 
 
2 – No arranjo experimental esquematizado a 
seguir, os blocos A e B têm massas 
respectivamente iguais a 4,0 kg e 1,0 kg 
(desprezam-se os atritos, a influência do ar e a 
inércia da polia). 
 
 
 
Considerando o fio que interliga os blocos leve 
e inextensível e adotando nos cálculos |g | = 10 
m/s2, determine: 
a) o módulo da aceleração dos blocos; 
b) a intensidade da força de tração estabelecida 
no fio. 
 
 
3 - O dispositivo esquematizado na figura é uma 
Máquina de Atwood. No caso, não há atritos, o 
fio é inextensível e desprezam-se sua massa e a 
da polia. 
Supondo que os blocos A e B tenham massas 
respectivamente iguais a 3,0 kg e 2,0 kg e que 
|g| = 10 m/s2, determine: 
 
 
 
a) o módulo da aceleração dos blocos; 
b) a intensidade da força de tração estabelecida 
no fio; 
c) a intensidade da força de tração estabelecida 
na haste de sustentação da polia. 
 
 
4 – No plano inclinado representado ao lado, o 
bloco encontra-se impedido de se movimentar 
devido ao calço no qual está apoiado. Os atritos 
são desprezíveis, a massa do bloco vale 5,0 kg e 
g = 10 m/s2. 
 
 
 
a) Copie a figura esquematizando todas as 
forças que agem no bloco. 
b) Calcule as intensidades das forças com as 
quais o bloco comprime o calço e o plano de 
apoio. 
 
 
5 - Um garoto de massa igual a 40,0 kg parte 
do repouso do ponto A do escorregador 
esquematizado ao lado e desce sem sofrer a 
ação de atritos ou da resistência do ar. 
Sabendo-se que no local a aceleração da 
gravidade tem intensidade 10,0 m/s2, 
responda: 
 
 
 
a) Qual o módulo da aceleração adquirida pelo 
garoto? O valor calculado depende de sua 
massa? 
b) Qual o intervalo de tempo gasto pelo garoto 
no percurso de A até B? 
c) Com que velocidade ele atinge o ponto B? 
 
 
6 – Dois blocos (1) e (2) de pesos 
respectivamente iguais a 30 kgf e 10 kgf estão 
em equilíbrio, conforme mostra a figura 
abaixo: 
 
 
 
Quais as indicações dos dinamômetros D1 e 
D2, graduados em kgf? 
 
 
7 – Na situação esquematizada na figura, 
desprezam-se os atritos e a influência do ar. As 
massas de A e B valem, respectivamente, 3,0 
kg e 2,0 kg. 
 
 
 
Sabendo-se que as forças F1 e F2 são paralelas 
ao plano horizontal de apoio e que F1 = 40 N e 
F2 = 10 N, pode-se afirmar que a intensidade 
da força que B aplica em A vale: 
a) 10 N; b) 12 N; c) 18 N; d) 22 N; e) 26 N. 
 
 
8 – Na montagem esquematizada na figura, os 
blocos A, B e C têm massas iguais a 2,0 kg e a 
força F, paralela ao plano horizontal de apoio, 
tem intensidade 12 N. 
 
 
 
Desprezando todas as forças resistentes, 
calcule: 
a) o módulo da aceleração do sistema; 
b) as intensidades das forças de tração 
estabelecidas nos fios 
ideais (1) e (2). 
 
 
9 – Na figura, os blocos A, B e C têm massas 
respectivamente iguais a 3M, 2M e M; o fio e 
a polia são ideais. Os atritos são desprezíveis e 
a aceleração da gravidade tem intensidade g. 
 
 
 
Admitindo os blocos em movimento sob a 
ação da gravidade, calcule as intensidades da 
força de tração no fio (T) e da força de contato 
trocada por B e C (F). 
 
 
10 – No arranjo experimental esquematizado 
na figura, o fio e a polia são ideais, despreza-
se o atrito entre o bloco A e o plano inclinado 
e adota-se |g| = 10 m/s2. Não levando em conta 
a influência do ar, calcule: 
 
 
 
Massa de A: 6,0 kg 
Massa de B: 4,0 kg 
a) o módulo da aceleração dos blocos; 
b) a intensidade da força de tração no fio; 
c) a intensidade da força resultante que o fio 
aplica na polia. 
 
 
11 – Os blocos A e B da figura seguinte têm 
massas respectivamente iguais a 2,0 kg e 3,0 
kg e estão sendo acelerados horizontalmente 
sob a ação de uma força F de intensidade de 50 
N, paralela ao plano do movimento. Sabendo 
que o coeficiente de atrito de escorregamento 
entre os blocos e o plano de apoio vale μ = 
0,60, que g = 10 m/s2 e que o efeito do ar é 
desprezível, calcule: 
 
 
 
 
a) o módulo da aceleração do sistema; 
b) a intensidade da força de interação trocada 
entre os blocos na região de contato. 
 
 
12- Na situação esquematizada na figura 
abaixo, um trator arrasta uma tora cilíndrica de 
4,0.103 N de peso sobre o solo plano e 
horizontal. Se a velocidade vetorial do trator é 
constante e a força de tração exercida sobre a 
tora vale 2,0.103 N, qual é o coeficiente de 
atrito cinético entre a tora e o solo? 
 
 
 
 
13- (Unesp-SP) A figura ilustra um bloco A, 
de massa mA = 2,0 kg, atado a um bloco B, de 
massa mB = 1,0 kg, por um fio inextensível de 
massa desprezível. O coeficiente de atrito 
cinético entre cada bloco e a mesa é μc. Uma 
força de intensidade F = 18,0 N é aplicada ao 
bloco B, fazendo com que os dois blocos se 
desloquem com velocidade constante. 
 
 
 
 
Considerando-se g = 10,0 m/s2, calcule: 
a) o coeficiente de atrito μc; 
b) a intensidade da tração T no fio. 
 
 
14- O corpo A, de 5,0 kg de massa, está 
apoiado em um plano horizontal, preso a uma 
corda que passa por uma roldana de massa e 
atrito desprezíveis e que sustenta em sua 
extremidade o corpo B, de 3,0 kg de massa. 
Nessas condições, o sistema apresenta 
movimento uniforme. Adotando g = 10 m/s2 e 
desprezando a influência do ar, determine: 
 
 
 
a) o coeficiente de atrito cinético entre o corpo 
A e o plano de apoio; 
b) a intensidade da aceleração do sistema se 
colocarmos sobre o corpo B uma massa de 2,0 
kg. 
 
 
15- Considere o esquema seguinte, em que se 
representa um bloco de 1,0 kg de massa 
apoiado sobre um plano horizontal. O 
coeficiente de atrito de arrastamento entre a 
base do bloco e a superfície de apoio vale 0,25 
e a aceleração da gravidade, no local, tem 
módulo 10 m/s2. 
 
 
 
A força F, cuja intensidade é de 10 N, forma 
com a direção horizontal um ângulo q 
constante, tal que senθ = 0,60 e cosθ = 0,80. 
Desprezando a influência do ar, aponte a 
alternativa que traz o valor correto da 
aceleração do bloco: 
a) 7,0 m/s2; c) 4,0 m/s2; e) 1,5 m/s2. b) 5,5 
m/s2; d) 2,5 m/s2; 
 
 
16- Na figura seguinte, a superfície S é 
horizontal, a intensidade de F é 40 N, o 
coeficiente de atrito de arrastamento entre o 
bloco A e a superfície S vale 0,50 e g = 10 
m/s2. 
 
 
 
 
Sob a ação da força F, o sistema é acelerado 
horizontalmente e, nessas condições, o bloco B 
apresenta-se na iminência de escorregar em 
relação ao bloco A. Desprezando a influência 
do ar: 
a) determine o módulo da aceleração do 
sistema; 
b) calcule o coeficiente do atrito estático entre 
os blocos A e B. 
 
 
17- (Puccamp-SP – mod.) Um bloco de massa 
5,0 kg é arrastado para cima, ao longo de um 
plano inclinado, por uma força F, constante, 
paralela ao plano e de intensidade 50 N, como 
representa a figura ao lado. 
Sabendo queo coeficiente de atrito dinâmico 
entre o bloco e o plano vale 0,40 e que a 
aceleração da gravidade tem módulo g 5 10 
m/s2, calcule a intensidade da aceleração do 
bloco. 
 
 
 
 
18- (ITA-SP) A figura abaixo representa três 
blocos de massas M1 = 1,00 kg, M2 = 2,50 kg 
e M3 = 0,50 kg respectivamente. 
Entre os blocos e o piso que os apoia existe 
atrito, cujos coeficientes cinético e estático 
são, respectivamente, 0,10 e 0,15; a aceleração 
da gravidade vale 10,0 m/s2. 
 
 
 
 
Se ao bloco 1 for aplicada uma força F 
horizontal de 10,0 N, qual será a intensidade 
da força que o bloco 2 exercerá no bloco 3? 
 
 
19- (Unesp-SP) A figura a seguir mostra um 
tijolo de 1,2 kg sendo arrastado com 
velocidade constante por duas forças 
constantes de módulos iguais a 6,0 N cada, 
paralelas ao plano horizontal. 
Dados: g = 10 m/s2; sen 30° = cos 60° = 0,50; 
sen 60° = cos 30° = 0,87. 
 
 
O valor do coeficiente de atrito cinético entre o 
corpo e o piso sobre o qual ele é arrastado é: 
a) 0,05. b) 0,08. c) 0,50. d) 0,80. e) 0,96. 
 
 
20- (ITA-SP) Na figura seguinte, os dois 
blocos A e B têm massas iguais. São 
desprezíveis as massas dos fios e da polia e 
esta pode girar sem atrito. O menor valor do 
coeficiente de atrito estático entre o plano 
inclinado de a em relação à horizontal e o 
bloco B, para que o sistema não escorregue, é: 
 
 
 
a) (1-sen α)/cos α 
b) (1-cos α)/sen α 
c) tg α 
d) cotg α 
e) 1/sen α 
 
 
21- Na situação esquematizada, o fio e as 
polias são ideais e inexiste atrito entre os pés 
da mesa (massa da mesa igual a 15 kg) e a 
superfície horizontal de apoio. O coeficiente 
de atrito estático entre o bloco (massa do bloco 
igual a 10 kg) e o tampo da mesa vale 0,60 e, 
no local, adota-se g = 10 m/s2. 
 
 
 
Qual a máxima intensidade da força horizontal 
F aplicada na extremidade livre do fio que faz 
o sistema ser acelerado sem que o bloco 
escorregue em relação à mesa? 
 
 
22- Na situação esquematizada, o fio e as 
polias são ideais e inexiste atrito entre os pés 
da mesa (massa da mesa igual a 15 kg) e a 
superfície horizontal de apoio. O coeficiente 
de atrito estático entre o bloco (massa do bloco 
igual a 10 kg) e o tampo da mesa vale 0,60 e, 
no local, adota-se g = 10 m/s2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Respostas 
 
1- a) 2,0 m/s2 b) 4,0 N 
2- a) 2,0 m/s2 b) 8,0 N 
3- a) 2,0 m/s2 b) 24 N c) 48 N 
4- b) 30 N e 40 N 
5- a) 5,0 m/s2 e a aceleração independe da 
massa. b) 1,0 s c) 5,0 m/s 
6- D1= 30 kgf e D2= 20 kgf 
7- d 
8- a) 2,0 m/s2 b) Fio (1): 8,0 N Fio (2): 4,0 N 
9- T = 3Mg/2 ; F = Mg/2 
10- a) 7,0 m/s2 b) 12 N c) 12 N 
11- a) 9,0 m/s b) 7,2 N e zero 
12- a) 3,0 m/s2 
b) 
13- a) 0,60 b) 12,0 N 
14- a) 0,60 b) 2,0 m/s2 
15- a 
16- a) 3,0 m/s2 b) 0,30 
17- 0,80 m/s2 
18- 1,25 N 
19- c 
20- a 
21- e 
22- 100 N