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α α Prof. André Motta - mottabip@hotmail.com 11 | P r o j e t o F u t u r o M i l i t a r w w w . f u t u r o m i l i t a r . c o m . b r 60- Um vendedor de bolinhas de gude vende seu produto por peso, sendo que 200 g de bolinhas custam R$ 2,00. A balança que o vendedor usa consiste de uma mola de 5 cm com uma das extremidades presa no teto; a outra extremidade sustenta um recipiente de massa muito pequena onde ele coloca o produto a ser pesado, conforme mostra a figura. O gráfico a seguir indica a calibração do peso do produto em função do comprimento da mola . Quando são colocadas 5 bolinhas no cesto, observa-se que o comprimento da mola é de 15 cm. Assim, pode-se afirmar que a massa e o custo de cada bolinha são, respectivamente, (considere a aceleração da gravidade sendo 10m/s 2 ) a) 30g e R$ 0,10. b) 100g e R$ 0,80. c) 200g e R$ 2,00. d) 300g e R$ 2,50. e) 400g e R$ 3,00 61-Um esporte muito popular em países do Hemisfério lançadas sobre uma pista horizontal de gelo. Esse esporte lembra o nosso popular jogo de bocha. Considere que um jogador tenha arremessado uma dessas pedras de modo que ela percorreu 45 m em linha reta antes de parar, sem a intervenção de nenhum jogador. Considerando que a massa da pedra é igual a 20 kg e o coeficiente de atrito entre o gelo e o granito é de 0,02, assinale a alternativa que dá a estimativa correta para o tempo que a pedra leva para parar. a) Menos de 18 s. b) Entre 18 s e 19 s. c) Entre 20 s e 22 s. d) Entre 23 s e 30 s. e) Mais de 30 s. 62-Um bloco de massa 2,0 kg está sobre a superfície de um plano inclinado, que está em movimento retilíneo para a direita, com aceleração de 2,0 m/s 2 , também para a direita, como indica a figura a seguir. A inclinação do plano é de 30 o em relação à horizontal. Suponha que o bloco não deslize sobre o plano inclinado e que a aceleração da gravidade seja g = 10 m/s 2 . Calcule o módulo e indique a direção e o sentido da força de atrito exercida pelo plano inclinado sobre o bloco. 63-Uma massa A de 4 kg puxa horizontalmente uma massa B de 5 kg por meio de uma mola levemente esticada, conforme ilustrado na figura abaixo. Desconsidere qualquer tipo de atrito. Em um dado instante a massa B tem uma aceleração de 1,6 m/s 2 . Nesse instante, a força resultante na massa A e sua aceleração são, respectivamente, a) 6,4 N e 1,3 m/s 2 . b) 8,0 N e 2,0 m/s 2 . c) 0,0 N e 1,6 m/s 2 . d) 8,0 N e 1,6 m/s 2 . 64-Uma estudante resolveu determinar o valor da constante elástica de uma mola de comprimento natural 100 cm. Para tanto, amarrou a ela um corpo de massa 1 kg, conforme a figura 1, e deixou o sistema ficar em equilíbrio. A seguir, colocou a massa para girar num movimento circular uniforme com velocidade angular de 5 rad/s, conforme a figura 2. Percebeu, então, que a massa subiu 70 cm em relação à situação da figura 1. Sabendo que g = 10 m/s 2 , determine o valor da constante elástica. Figura 1 70 cm Figura 2 a) 25 N/m b) 50 N/m c) 100 N/m d) 125 N/m e) 200 N/m Prof. Fernando Valentim nandovalentim@yahoo.com.br 1 | P r o j e t o M e d i c i n a w w w . p r o j e t o m e d i c i n a . c o m . b r Exercícios de Física Estática 1. Dois blocos idênticos de comprimento L = 24 cm são colocados sobre uma mesa, como mostra a figura a seguir. Determine o máximo valor de x, em cm, para que os blocos fiquem em equilíbrio, sem tombarem. 02) ) Um sistema de polias, composto de duas polias móveis e uma fixa, é utilizado para equilibrar os corpos A e B. As polias e os fios possuem massas desprezíveis e os fios são inextensíveis. Sabendo-se que o peso do corpo A é igual a 340 N, determine o peso do corpo B, em newtons. 03) Cada um dos quadrados mostrados na figura a seguir tem lado b e massa uniformemente distribuída. Determine as coordenadas (x , y) do centro de massa do sistema formado pelos quadrados. 04) O esquema a seguir representa um sistema composto por uma placa homogênea (A) de secção reta uniforme, que sustenta um tijolo (B) em uma de suas extremidades e está suspensa por um fio(C). Considerando que a placa mede 3,0m de comprimento, tem peso de 30N, e que o tijolo pesa 20N, calcule: a) a que distância do tijolo o fio deve estar amarrado, de modo que o sistema fique em equilíbrio na horizontal; b) a força de tração (T) no fio, se o sistema subir com aceleração de 2,0m/s². 05) Uma menina de 50 kg caminha sobre uma prancha com 10m de comprimento e 10kg de massa. A prancha está apoiada em suas extremidades, nos pontos A e B, como mostra a figura. No instante em que a força normal em B é igual ao dobro da normal em A, a que distância, em METROS, a menina se encontra do ponto B? 06) Um robô equipado com braços mecânicos é empregado para deslocar cargas uniformemente distribuídas em caixas cúbicas de lado 60cm. Suponha que o robô possa ser considerado como um paralelepípedo retangular de base quadrada de lado 80cm e massa 240kg, também uniformemente distribuída. Suponha também que os braços mecânicos tenham massa desprezível e que a carga permaneça junto do robô. Calcule o maior valor possível da massa da carga que o robô pode sustentar sem tombar. 5 ε ε p ́ 9p 4 27p 4 27p 8 27 p p p p 3 p p 3 p Prof. Fernando Valentim nandovalentim@yahoo.com.br 2 | P r o j e t o M e d i c i n a w w w . p r o j e t o m e d i c i n a . c o m . b r 07) Um homem de massa m = 80 kg quer levantar um objeto usando uma alavanca rígida e leve. Os braços da alavanca tem 1,0 e 3,0 m. a) Qual a maior massa que o homem consegue levantar usando a alavanca e o seu próprio peso? b) Neste caso, qual a força exercida sobre a alavanca no ponto de apoio? 08) Um corpo de massa m é colocado no prato A de uma balança de braços desiguais e equilibrado por uma massa p colocada no prato B. Esvaziada a balança, o corpo de massa m é colocado no prato B e equilibrado por uma massa q colocada no prato A. O valor da massa m é: a) pq b) c) d) e) 09) As figuras a seguir representam esquematicamente, à esquerda, um abridor de garrafas e, à direita, esse abridor abrindo uma garrafa. Em ambas as figuras, M é ponto de aplicação da força que uma pessoa exerce no abridor para abrir a garrafa. a) Faça a figura da direita e nela represente as forças que atuam sobre o abridor enquanto a pessoa abre a garrafa. Nomeie as forças representadas e faça uma legenda explicando quem as exerce. Não considere o peso do abridor. b) Supondo que essas forças atuem perpendicularmente ao abridor, qual o valor mínimo da razão Fp/Fa entre o módulo da força exercida pela pessoa, ùp e o módulo da força ùa que retira a tampa e abre a garrafa. 10) A figura mostra uma garrafa mantida em repouso por dois suportes A e B. Na situação considerada a garrafa está na horizontal e os suportesexercem sobre ela forças verticais. O peso da garrafa e seu conteúdo tem um módulo igual a 1,4kgf e seu centro de massa C situa-se a uma distância horizontal D=18cm do suporte B. Sabendo que a distância horizontal entre os suportes A e B é d=12cm, determine o sentido da força que o suporte A exerce sobre a garrafa e calcule seu módulo. 11) Uma escada homogênea de 40kg apóia-se sobre uma parede, no ponto P, e sobre o chão no ponto C. Adote g=10m/s². a) Desenhe as setas representativas das forças peso, normal e de atrito em seus pontos de aplicação. b) É possível manter a escada estacionária não havendo atrito em P? Neste caso, quais os valores das forças normal e de atrito em C? 12) ) Considere uma pessoa de massa m que ao curvar-se permaneça com a coluna vertebral praticamente nivelada em relação ao solo. Sejam m1 = (2/5)m a massa do tronco e m2 = (1/5)m a soma das massas da cabeça e dos braços. Considere a coluna como uma estrutura rígida e que a resultante das forças aplicadas pelos músculos à coluna seja F(m) e que F(d) seja a resultante das outras forças aplicadas à coluna, de forma a mantê-Ia em equilíbrio. Qual é o valor da força F(d)? 13) Considere um automóvel de peso P, com tração nas rodas dianteiras, cujo centro de massa está em C, movimentando-se num plano horizontal. Considerando g = 10 m/s², calcule a aceleração máxima que o automóvel Prof. Fernando Valentim nandovalentim@yahoo.com.br 2 | P r o j e t o M e d i c i n a w w w . p r o j e t o m e d i c i n a . c o m . b r 07) Um homem de massa m = 80 kg quer levantar um objeto usando uma alavanca rígida e leve. Os braços da alavanca tem 1,0 e 3,0 m. a) Qual a maior massa que o homem consegue levantar usando a alavanca e o seu próprio peso? b) Neste caso, qual a força exercida sobre a alavanca no ponto de apoio? 08) Um corpo de massa m é colocado no prato A de uma balança de braços desiguais e equilibrado por uma massa p colocada no prato B. Esvaziada a balança, o corpo de massa m é colocado no prato B e equilibrado por uma massa q colocada no prato A. O valor da massa m é: a) pq b) c) d) e) 09) As figuras a seguir representam esquematicamente, à esquerda, um abridor de garrafas e, à direita, esse abridor abrindo uma garrafa. Em ambas as figuras, M é ponto de aplicação da força que uma pessoa exerce no abridor para abrir a garrafa. a) Faça a figura da direita e nela represente as forças que atuam sobre o abridor enquanto a pessoa abre a garrafa. Nomeie as forças representadas e faça uma legenda explicando quem as exerce. Não considere o peso do abridor. b) Supondo que essas forças atuem perpendicularmente ao abridor, qual o valor mínimo da razão Fp/Fa entre o módulo da força exercida pela pessoa, ùp e o módulo da força ùa que retira a tampa e abre a garrafa. 10) A figura mostra uma garrafa mantida em repouso por dois suportes A e B. Na situação considerada a garrafa está na horizontal e os suportes exercem sobre ela forças verticais. O peso da garrafa e seu conteúdo tem um módulo igual a 1,4kgf e seu centro de massa C situa-se a uma distância horizontal D=18cm do suporte B. Sabendo que a distância horizontal entre os suportes A e B é d=12cm, determine o sentido da força que o suporte A exerce sobre a garrafa e calcule seu módulo. 11) Uma escada homogênea de 40kg apóia-se sobre uma parede, no ponto P, e sobre o chão no ponto C. Adote g=10m/s². a) Desenhe as setas representativas das forças peso, normal e de atrito em seus pontos de aplicação. b) É possível manter a escada estacionária não havendo atrito em P? Neste caso, quais os valores das forças normal e de atrito em C? 12) ) Considere uma pessoa de massa m que ao curvar-se permaneça com a coluna vertebral praticamente nivelada em relação ao solo. Sejam m1 = (2/5)m a massa do tronco e m2 = (1/5)m a soma das massas da cabeça e dos braços. Considere a coluna como uma estrutura rígida e que a resultante das forças aplicadas pelos músculos à coluna seja F(m) e que F(d) seja a resultante das outras forças aplicadas à coluna, de forma a mantê-Ia em equilíbrio. Qual é o valor da força F(d)? 13) Considere um automóvel de peso P, com tração nas rodas dianteiras, cujo centro de massa está em C, movimentando-se num plano horizontal. Considerando g = 10 m/s², calcule a aceleração máxima que o automóvel 840 10% 520 440 28 EF 8 dm α EF ABCD 232 5 dm . 3dm , A e B A (1, 2) B (7,14). 10log ( 2) x 0,1 10 0,1log (log (log (x))) AE AD, DÂE 45 ; M; A P AB AC M, BC D E, α ,α AÊD 85 . F r I,II e III, F ABC 2 3 F 700 10% n n. f, x, 2cos(x) 2 f(x) para 0 x 1 2cos(x) π f. x f(x) 1. R$ 8,90 R$ 3,25, R$ 20,00 0x , 1, 2 3(A A , A ,...), 0 1 2 3 16 17 18 19 32 33 34 35 4 5 6 7 20 21 22 23 36 37 38 39 , , , ... 8 9 10 11 24 25 26 27 40 41 42 43 12 13 14 15 28 29 30 31 44 45 46 47 ija 75432 nA , PJ cortes retilíneos PK 10% de 840 84 440 x x 520 x 840 84 x 204 x 204 (1 11) 11 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 66 2 11 11 1 21 21 7 . 66 22 8x 32 5 x 4 5dm 2 2 2 2(4 5) 8 y y 16 y 4 34 8 8V 128 dm 2 A B A B. AB AB : 0 0 1 7 2 14 , 4,8 (x ,y ) 2 2 A B : 14 2 2 7 1 r r 1 m 2 r. 1 y 8 (x 4) 2y 16 x 4 x 2y 20 0 2 0,1 0,1 0,1log x 0 log x log 1 x 1 10 0,1 10 0,1 10 0,1 0,1 0,1log log x 0 log log x log 1 log x 1 log x log 0,1 x 0,1 x / 0 x 0,1 0,1 10 0,1log (log (log (x))) BC / /DF, ˆ ˆADE 45 85 180 ADE 50 180 45ˆADF 67,5 2 67,5 50 17,5 17 30'α 3 tg60 x 1 x a 3 2 3 a 4 2 2 3 120 2 3 y 360 3 π π 2 3 d a x a x y 6 dm 3 π 3n 700000000 (0,9) 510300000 2 2 2 f(x) 4cos x 2 fazendo f(x) 1 1 4cos x 2 4cos x 3 3 5 cosx x ou x 2 6 6 π π 9,225,3765,25 65,25$R00,2025,390,8 A B y 720 –10x y 60 12x 0x 720 10x 60 12x 22x 660 x 30 0x 30 horas. 75432 4714 16 8 n 4714 1 4715 e i 3 e j 1. P 1/ 10 1/ 10 1/ 100 1%. 2 1 0 1 1 A a 1 a 1 a a 2 a 1 a 1 2A a a máx 1 1 A . 4 a 4 ( 1) 4 Δ y x 1 2 2 y x 1 x y 4 22 J 1 7 x . 2 x 1 4 x 1 7 1 7 dm. 2 KJ 2 2 2Rg 3 2P(x) 2x 6x 3x 2. P(x) 0. 0x x 0x t 20tV V 0,64 2 2x y 25. 2P x x 2 2x 2x 1 1 3 x 2, x . 2 P(x) 0 P(x). 1 3 1 3 S x / x ou x 2 . 2 2 2 x 0,9 –100 710 x R$ 1.000,00 0,1 3 9 6 2 2 01,7 x 1,8 0 o0,1 3 x – 1,7 9 1 x 1,7777... 1 100 1 2 3 100 100 2 101 50 5050. P(x) (x 1) (x 1) q(x) ax b, 2x 1, r(x) ax b ( 1, 0) (1, 2), P( 1) 0 a b 0 a b P(1) 2 a b 2. a b 1 r(x) x 1. 0V 50000, 3 2 2 512 V(3) 50000 [(0,8) ] 50000 R$ 25.600,00. 1000 Y X 4 X Z 1 Z 1 X Y Z 3 15 Z Y Y 15 Z X 5 Y 9. Z 6 8 5 3 8! 5! 3! 3! 5! 2! 3! 1! 2!3 2 1 8 7 6 5 4 3 3 2 2 1680. (3, 2, 2) 8 8! P 3! 2! 2! 8 7 6 5 4 2 2 1680. 2 2 2 2 2 2 2 1x 2 cos120 x 2 2 2 x 3, 2 2 1 3 ( 3) h 2 13 2 2 . 43 (2 ) h 2 P P P P x 4 y y (x x ) y 3 (x 4) y 3 4 25 y x . 3 3 n 0A(n) A 2 , 0A 0A(n) 0,0001% A n n 6 0 0 n 6 A 2 0,0001% A 2 10 2 10 . 19 10 9 3,01 2,70 5,71 62 2 2 10 10 10 10 20 10 2 3,01 2 6,02 62 (2 ) (10 ) 10 10 . Ah Bh , A Bh h h x 20 20 2 h 1 x 60 12 x 20 2 3x 20 2 x 2 h 2 x 100 m. N 1001 k 204 91 11 k 18 11 6 11 (91 k 18) 6, k . R 6. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! MCU – Avançada! ! Professor Neto Professor Allan Borçari " Questão 01 - (UEM PR/2012) Considere uma pista de ciclismo de forma circular com extensão de 900 m e largura para comportar dois ciclistas lado a lado e, também, dois ciclistas A e B partindo do mesmo ponto inicial P dessa pista e no mesmo instante, sendo que A parte com velocidade constante de 36 km/h no sentido anti-horário e B, com velocidade constante de 54 km/h no sentido horário. Desprezando-se pequenas mudanças de trajetória e posição, para que não ocorra colisão entre os ciclistas, assinale o que for correto. 01. Após 1 min de corrida, o ângulo central, correspondente ao arco de menor medida delimitado pelas posições dos dois ciclistas, mede, aproximadamente, . 02. Os dois ciclistas se cruzam pela primeira vez, após a partida inicial, no tempo t = 23 s, aproximadamente. 04. A velocidade angular média do ciclista A é de rad/s. 08. Após 2 h de corrida, a diferença entre as distâncias totais percorridas pelos dois ciclistas é de, aproximadamente, 18 km. 16. A aceleração centrípeta do ciclista B é de m/s2. Questão 02 - (UFPR/2012) Um ciclista movimenta-se com sua bicicleta em linha reta a uma velocidade constante de 18 km/h. O pneu, devidamente montado na roda, possui diâmetro igual a 70 cm. No centro da roda traseira, presa ao eixo, há uma roda dentada de diâmetro 7,0 cm. Junto ao pedal e preso ao seu eixo há outra roda dentada de diâmetro 20 cm. As duas rodas dentadas estão unidas por uma corrente, conforme mostra a figura. Não há deslizamento entre a corrente e as rodas dentadas. Supondo que o ciclista imprima aos pedais um movimento circular uniforme, assinale a alternativa correta para o número de voltas por minuto que ele impõe aos pedais durante esse movimento. Nesta questão, considere ! = 3. a) 0,25 rpm. b) 2,50 rpm. c) 5,00 rpm. d) 25,0 rpm. e) 50,0 rpm. Questão 03 - (UEMA/2012) Um ciclista saiu de uma cidade “A” às 06h20min e chegou a uma cidade “B” às 10h50min. Ao verificar o velocímetro, na chegada, o ciclista constatou que estava com defeito, informando apenas o horário e o número de revoluções n=56000. Considerando que sua bicicleta tem pneus de aro 26 (diâmetro 26”) e que não houve deslizamento, a distância percorrida e a velocidade média, nesse percurso, são: Adote ! = 3,14 e 1pol = 2,54cm a) 457 km e 102 km/h b) 1.160 m e 10,2 m/h c) 4.570 m e 10,2 km/h d) 45,7 m e 102 m/h e) 116,0 km e 25,8 km/h Questão 04 - (IME RJ/2011) AB; ED BF; OA BH; AB BD 2 3 2 3, se 1 10 na qual 50 , se 11 26 n n f n n n n AC BD. AC BD ˆABC ˆADC AE EC AB BC CD DA. 4 4x 2 x N 1001 k 204 91 11 k 18 11 6 11 (91 k 18) 6, k . R 6. n n . 2 n 2 n 21. 2 2 2 2 n 2 n (n 2)! n! 21 21 2 2 2! n! 2! (n 2)! (n 2) (n 1) n (n 1) 21 2 2 n 3n 2 n n 42 n 10. a 1m, 2 2a 1 a . 3 m a 2, 2 2 2 2 2 3 3 (a 2) 1 2a 8 a 4 m . B, O (0, 5), 5, EC, y 0 tg45 (x 3) x y 3 0. EC, O. O EC 2 2 | 0 5 3 | 8 2 4 2 cm, 2 21 ( 1) (4 2 5)cm. R$ 350,00, 9 2x x 3x x 350 350 10 3 3 5 3 9x 5x 350 15 x 25 15 x 375. 1 2 375 R$ 25,00. 10 3 1 1 1f(n ) 7 2n 3 7 n 2, 2 2 2f(n ) 13 2n 3 13 n 5, 3 3 3f(n ) 5 2n 3 5 n 1, 4 4 4f(n ) 30 50 n 30 n 20, 5 5 5f(n ) 32 50 n 32 n 18, 6 6 6f(n ) 21 2n 3 21 n 9 7 7 7f(n ) 24 50 n 24 n 26. 360 ABC ADC ABCD AC BD, DE EB 2 DE EB AE EC DE 18 32 DE 9 2 32 DE 3 8 DE 24cm. AE 18 3 6 DE 24 4 6, AD 5 6 30. EC 32 4 8 DE 24 3 8, CD 5 8 40. ABE ADE BCE CDE, AB BC CD DA 2 30 2 40 140cm. 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 (x 2) x [(x 2) ] (x ) 0 [(x 2) x ] [(x 2) x ] 0 8 (x 1) (x 2x 2) 0 x 1 ou x 1 i ou x 1 i. d v 100 2 50, 100km h 50km h, 4 32 128 m. 4 4! 6 2 2! 2! 7 7! 21 2! 5!2 6 2 . 21 7 4 18,5 3 22 R$ 20,00. 4 3 n(4, 8,12,16, , a ), 4 4. B, 1 1 n n 1 [a a (n 1)r]n S 10a 10[a (n 1)r] 2 [2 4 (n 1) 4]n 20 [4 (n 1) 4] (2 n 1) 4n 20 4n n 1 20 n 19. n10a 10 (4 18 4) 760. x 2 1, 4 3 2P( 2) P(1) 0 1 3 1 2 1 16 1 m 0 m 16. 4 3 2P(x) x 3x 2x 16x 16. 2 1 P, P (x2)(x 1). 2 1 3 2 16 16 1 1 5 12 8 0 1 4 8 0 2 2 x 2 ou P(x) (x 2)(x 1)(x 4x 8) 0 x 1 . ou x 4x 8 0 2 2x 4x 8 0 (x 2) 4 0 x 2 2i x 2 2i. m 16 P 2,1, 2 2i 2 2i. h h 2, A B. A t (0, h) (5, 0), A 0 h h h (t) t h t h, 5 0 5 Ah (t) t. B t (1, h 2) (6, 0). B 0 (h 2) 2 h h (t) t b t b, 6 1 5 Bh (t) t b B (2 h) 6h 12 h (6) 0 6 b 0 b . 5 5 t 2, A B 9 9! 36 2 2!7! 3 10 X 3 10 10! 120 3 3!7! X 36 3 . 120 10 X A B h (2 h) 6h 12 h (2) h (2) 2 h 2 5 5 5 3h 4 2h 6h 12 h 8cm. 1 3 X 3 1 1 . 10 3 10
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