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Universidade Federal de Viçosa EXERCÍCIOS – FÍSICA I Ana Carolina Silveira Reis 1. Quando vê um inseto perto da superfície da água, o peixe-arqueiro coloca o focinho para fora e lança um jato de água na direção do inseto para derrubá-lo na água (ver figura abaixo). Embora o peixe veja o inseto na extremidade de um seguimento de reta de comprimento d, que faz um ângulo ϕ com a superfície da água, o jato deve ser lançado em um ângulo diferente, ϴo, para que sua trajetória parabólica intercepte o inseto. Se ϕ = 36,0°, d = 0,900 m e a velocidade de lançamento é 3,56 m/s, qual deve ser o valor de ϴo para que o jato esteja no ponto mais alto da trajetória quando atinge o inseto? 2. O Homem Aranha salta do topo de um edifício alto. Ele cai em queda livre, a partir do repouso até o solo, por uma distancia de h. ele cai uma distancia h/4 no ultimo 1,0 s da sua queda. Qual é a altura h do prédio? 3. Considere uma sala que tem a forma de um paralelepípedo reto, de lados a,b e c, como mostrado na figura ao lado. Um referencial já foi escolhido, com origem em um dos vértices e eixos ao longo de arestas da sala. a) Escreva o vetor posição de uma partícula no vértice A. b) Escreva o vetor posição de uma partícula no vértice B. c) Uma formiga caminha pelas arestas, fazendo o caminho ABCE. Calcule o vetor deslocamento dessa formiga, o modulo desse vetor deslocamento e a distância percorrida pela formiga. 4. Um foguete de teste é lançado por aceleração ao longo de uma inclinação de 200,0 m, a 125 m/s2, partindo do repouso no ponto A. A inclinação se ergue a 35,0° sobre a horizontal e, no instante em que o foguete parte dela, os motores se apagam e ele fica sujeito somente à gravidade (a resistência ao ar pode ser desprezada). Determine: a) A altura máxima sobre o solo atingida pelo foguete. b) O maior alcance horizontal do foguete passando-se o ponto A. Universidade Federal de Viçosa EXERCÍCIOS – FÍSICA I Ana Carolina Silveira Reis 5. Um navio se aproxima do porto a 45,0 cm/s e uma importante peça do equipamento de ancoragem precisa ser lançada, para que ele possa aportar. Esse equipamento é lançado a 15,0 m/s e 60,0° acima da horizontal, do topo de uma torre, à beira da água, 8,75 m acima do convés do navio. Para esse equipamento cair na frente do navio, a que distancia D da doca deve estar o navio quando o equipamento for lançado? Despreze a resistência do ar. 6. Uma mangueira de água é usada para encher um grande tanque cilíndrico com diâmetro D e altura 2D. O jato de água sai da mangueira a 45° acima da horizontal, a partir do mesmo nível da base do tanque, e está a uma distancia 6D. Para qual alcance de velocidade de lançamento (v0) a água entrará no tanque? Despreze a resistência do ar e expresse sua resposta em termos de D e g. 7. Um trabalhador de um armazém empurra uma caixa ao longo de um piso como indicado na figura, aplicando uma força de 10 N de cima para baixo, formando um ângulo de 45° abaixo da horizontal. Ache os componentes horizontais e verticais da força. 8. Um homem está puxando uma mala para cima ao longo da rampa de carga de um caminhão de mudanças. A rampa possui um ângulo 20,0° e o homem exerce uma força �⃗� para cima cuja direção forma um ângulo de 30,0° coma rampa. a) Qual deve ser o modulo da força �⃗� necessária para que o componente F, paralelo à rampa possua modulo igual a 60,0 N? b) Qual deve ser o modulo do componente Fy nesse caso? Universidade Federal de Viçosa EXERCÍCIOS – FÍSICA I Ana Carolina Silveira Reis 9. Dois adultos e uma criança querem empurrar uma caixa apoiada sobre rodas na direção do ponto marcado com x na figura. Os dois adultos empurram com forças horizontais 𝐹1⃗⃗ ⃗⃗ e 𝐹2⃗⃗⃗⃗⃗, como mostra a figura. a) Ache o modulo, a direção e o sentido da menor força que a criança deve exercer. Ignore os efeitos do atrito. b) Se a criança exercer a força mínima determinada no item (a), a caixa acelera a 2,0 m/s2 na direção +x. qual é o peso da caixa? 10. O maquinista de um trem de passageiros que viaja com velocidade vP = 25,0 m/s, avista um trem de carga cuja traseira se encontra a 200,0 m de distância da frente do trem de passageiros. O trem de carga se desloca no mesmo sentido do trem de passageiros com velocidade vC = 15,0 m/s. O maquinista imediatamente aciona o freio, produzindo uma aceleração constante igual a – 0,100 m/s2, enquanto o trem de carga continua com a mesma velocidade. Considere x = 0 como o local onde se encontra a frente do trem de passageiros quando o freio é acionado. a) As vacas da vizinhança assistirão a uma colisão? b) Caso a resposta anterior seja positiva, em que ponto ocorrerá a colisão? c) Faça um gráfico simples mostrando a posição da frente do trem de passageiros e a traseira do trem de carga.
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