Lista fisica 1

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1- Uma piscar de olhos dura, em média, 100 ms. Que distância um Mig-25 voará, durante um piscar de olhos do piloto, se a velocidade média do avião é de 3.395 Km/h?
Primeiramente, temos a informação que um piscar de olhos dura 100 x 10^-3 segundos, ou seja, 0,1 segundos.
 O avião irá voar a 3395 km por hora. Então, vamos passar a velocidade para metros por segundos. Assim, podemos comparar.
1 km = 1000 metros
1 hora = 3600 segundos
3395 m/h = 3395 * 1000 m / 3600 s = 3395000/3600 m/s = 940 m/s 
Tendo a velocidade em m/s e a duração do piscar de olhos em segundo, fazemos:
940 * 0,1 = 94 metros
Portanto, o avião militar voa 94 metros durante um piscar de olhos
 2. Calcule a sua velocidade média, nos seguintes casos: 
(a) Numa pista retilínea, vocêanda 72 m à velocidade de 1,2 m/s, depois corre 72 m à velocidade de 3,0 m/s.
 (b) Namesma pista, você caminha a 1,2 m/s durante 1,0 min e, depois corre a 3,0 m/s durante
1,0 min. 
(c) Trace um gráfico x versus t para ambos os casos e indique, no mesmo,
como obter a velocidade média.
A) 
Vm = ΔS/Δt
I. 
1,2 = 72/Δt
Δt = 72/1,2 = 60 s 
II.
3 = 72/Δt'
Δt' = 72/3 = 24 s
ΔS(I) + ΔS (II) = 144 m
Δt + Δt' = 84 s
 
Vm (Em todo o percurso) = 144/84 
Vm = 1,71 m/s
 
B)
 
I.
1 min = 60 s
1,2 = ΔS/60
ΔS = 72 m
II.
3 = ΔS/60
ΔS = 180 m
 ΔS(I) + ΔS(II) = 252 m
Δt(I) + Δt(II) = 2 min = 120 s
 Vm (todo percurso) = 252/120
Vm = 2,1 m/s
 
3) Se a posição de uma partícula é dada por x= 4 – 12t + 3t2
 , qual é a velocidade em t =
1s? (b) Nesse instante, ela está se movendo no sentido crescente ou decrescente de x?
(c) Qual a velocidade escalar nesse instante? (d) A velocidade escalar aumenta ou
diminui nos instantes seguintes? Resposta as duas próximas perguntas sem efetuar
cálculos, (e) a velocidade é zero em algum instante? (f) Em algum instante após t =3s, a
partícula estará se movendo para esquerda, no eixo x?
Assim sabendo que v = dx (derivada do espaço) a nossa letra a) é:
V = -12 + 6t
No instante de 1 seg fica:
V = -12 + 6×1 = -6m/s
Bem dessa forma vemos que b) significa que o sentido é negativo
C) bem, a velocidade escalar é nada mais que o espaço dividido pelo tempo, ou seja
Vm = x/t
X = 4 -12t + 3t^2 = (em 1seg) = -5m
t= 1seg
Logo temos:
Vm = -5m/1seg = -5m/s
D) diminuindo (n tenho muita certeza nessa questão)
E) sabemos que a velocidade é dada pela derivada do espaço que fica:
V = -12 + 6t
Logo
0 = -12 + 6t = 12/6 = t = 2seg
Portanto em 2seg é o tempo que a velocidade é ZERO
 
 
F) v = -12 + 6t
V = -12 + 6×3
V = 6m/s
Conclusão, para t =3 e para qualquer t>3 a velocidade é positiva, portanto a resposta é NÃO
 
 
4-. (a) Quando, se ocorrer,a velocidade da partícula será zero? (b) Quando a aceleração é zero? (c) Quando a
aceleração é negativa? Positiva? (d) Trace os gráficos de x(t), v(t) e a(t).
Podemos afirmar que:
 
a) a velocidade da partícula é zero no instante t= +ou- 1,15 segundos.
 
Observe que para responder com clareza esse tipo de questão, é importante levar em consideração que primeiro você deve que calcular a velocidade.
 
Como sabemos dos nossos estudos, a velocidade é o resultado da derivada da posição, o que significa dizer que:
 
V= dx/dt
 
Assim,
 
V= 20-15t².
 
Então podemos ter o seguinte raciocínio: quando a velocidade será igual a 0?
 
Para responder esse questionamento, basta substituir v por 0 na equação da seguinte forma:
 
V=20-15t^2 m/s
 
com isso, teremos que:
 
0 = 20-15t^2
 
resolvendo isso,
 
t= aproximadamente 1,15 s egundos.
 
Assim, podemos concluir que a velocidade será 0 quando o tempo for de aproximadamente 1,15 segundos.
 
5- Um avião de salvamento esta voando a uma altitude constante de 1200, a velocidade
de 430 km/h, numa trajetória diretamente sobre o ponto em que a pessoa está se
debatendo na água. Em que ângulo o piloto deve lançar a cápsula de salvamento, para
que cai bem próxima a pessoa?
Para sabermos a distância horizontal 
S =So + v.t
não temos o tempo vamos calcular pelo tempo de descida
h = g.t² / 2
500 = 10.t² /2
500 = 5 . t²
t² = 500 / 5
t =√100
t = 10 s
o tempo de descida é 10 s, como o pacote também adquire 50 m/s
180 km/h = 50 m/s
S = 0 + 50 . 10
S = 500 m
a distância é de 500 m
o ângulo é formado entre a linha do deslocamento tangencial e a distância da vítima,
temos o cateto oposto altura e cateto adjacente distância
Tgθ = h / d
tgθ = 500 / 500
tgθ = 1 
o ângulo é 45°
 
6) Num filme publicitário, um ator corre pelo o telhado de um prédio e salta na
horizontal, para um telhado de um prédio vizinho e mais baixo. Antes de tentar o salto,
ele quer avaliar se é possível realizar o feito, se sua velocidade máxima sobre o telhado
for de 4,5 m/s. Considere a diferença de altura entre os dois prédios igual 4,8 m e a
distância entre os dois igual a 6,2 m. (ERRADO)
Para essa situação saiba: " Quando um corpo está animado,simultaneamente,por dois movimentos perpendiculares entre si, o deslocamento na direção de um deles é determinado apenas pala velocidade naquela direção"
 
Logo, quando o dublê pular, existirá a força peso que o puxará para baixo, mas como a velocidade inicial não está direcionada para baixo( está para frente), consideraremos um M.R.U.V para baixo, com V0(velocidade inicial)=0. E um M.R.U para frente.
D=Vo.t+t².a/2
D=distância; a=aceleração; t=tempo
5m=0.t+t².10/2
t=1s
D=v.t
v=velocidade inicial no M.R.U
5,5m=v.1s
v=5,5m/s
7) Um homem empurra um trenó carregado, com massa igual a m = 240 kg, por uma
distância d = 2,3 m, sobre a superfície se atrito de um lago gelado. Ele exerce sobre um
trenó uma força horizontal constante F, com módulo igual a 130 N. Se o veículo parte
do repouso qual é sua velocidade final? Se o homem quiser inverter o sentido da
velocidade do trenó em 4,5 s. Qual deve ser a força necessário para ele conseguir isso?
8) Um caixote de massa m = 360 kg está parado sobre a carroceria de um caminhão que se move com velocidade v0 = 120 km/h. O motorista freia e diminui a velocidade para v= 62 Km/h. Qual força sobre o caixote, durante esse intervalo? Suponha que o caixote
não deslize sobre a carroceria.
F = m.A
d²s/dt² = -A
ds/dt = V○ - A.t → V(T) = V○-A.T → A = (V○ - V)/T 
A = (120-62)/3,6/17 = 0,95 m/s² → F = 341 N
9) Numa brincadeira de cabo-de-guerra, Alexandre, Barbará e Carlos puxam um pneu
de automóvel, nas direções mostrada na figura abaixo. Alexandre puxa com força FA =200 N e Carlos com força FC = 170 N. Qual é a força FB aplicada por Barbará? O pneu
permanece parado.
Fb= Fa(sin(β))+Fc(sin(α))
α=Fa(cos(β))/Fc
α= 220(cos47º)/170 = 0,883 que equivale a um ângulo mais ou menos de 28º
Portanto α=28º
Agora está bem tranquilo de fazer
Fb = Fa(sin(β)) + Fc(sin(α))220(sin47º) + 170(sin28º)= 241 N
Fb=241 N
 
10) Um objeto pesando 1400 N é sustentado por três fios de massa desprezível, como
ilustrado na figura. Dois dos fios fazem ângulos 1= 63o e 2 = 35 o
com a horizontal. Se o sistema está em equilíbrio, ache as trações T1, T2 e T3 nos fios.
T1.cos30º = T3.cosθ ---> I
T1.sen30º + T3.senθ = 100.10 + 300.10
Corpo de 100 kg ---> T1.cos30º = T2 ---> T1.sen30º = 100.10
Corpo de 300 kg ---> T3.cosθ = T2 ---> T3.senθ = 300.10
11) A figura abaixo mostra um bloco de massa m = 15 kg seguro por uma corda, sobre
um plano inclinado sem atrito. (a) Se o ângulo for igual 27° qual é a tensão na corda?
(b) Que força é exercida pelo plano sobre o bloco? (c) Suponha que a corda que segura o bloco seja cortada, qual é a aceleração do mesmo?
a) Tensão na corda = px
 
px = seno 30° . peso
 
px = 0,5 . 8,5 . 10
 
px = 42,5 N
 
b) Normal = py
 
py = cos 30° . peso
 
py = OU 0,866 . 8,5 .10 = 73,61 N
 
C) px = m . a
 
42,5 = 8,5.a
 
a = 5 m/s²
12) Dois blocos de massa M = 2,8 kg e m = 1,3 kg estão ligados por uma corda que
passa por uma polia de massa e atrito desprezível. Determine a tensão na corda e o
módulo da aceleração.
m2 = 18kg 
peso = 18*10 = 180N
Fat = 180*0,100 = 18 N
 
força resultante = T-18
 analisando o bloco m1
 
m1 = 12 kg
peso = 12*10 
Fat = 12*10*0,100 = 12N
 
Força resultante = F - T - Fat
 
13) Um passageiro de massa 72,2 kg está de pé sobre uma balança, dentrode elevador.
Quais as leituras na balança para as acelerações, a = 0, a = +3,20 m/s2, a = -3,20 m/s2
e a = -g?
A) não existe uma solução geral, mas podemos analisar i seguinte:
Se a aceleração for para cima, a leitura do dinamômetro será N = mg + ma
Se a aceleração for para baixo, a leitura será N = mg - ma
para adequar a leitura do dinamômetro à de uma balança devemos dividir o valor encontrado pelo campo gravitacional
 
b) se a cabine está em repouso ou sobe com velocidade constante, nada se altera. A balança marca corretamente a massa, ou seja 72,2kg.
Se acelera para cima: N = mg + ma
N = 72,2.10 + 72,2.3,2
N = 953,04N que adaptado para balança m= 95,3kg
 
Se acelera para baixo:
N= mg -ma
N = 72,2.10 - 72,2.3,2
N= 490,96N que adaptado para balança m= 49,06kg
14) Durante uma freada, um carro desliza sobre a pista e o resíduo de pneus e pequenas
partes derretidas de asfalto formam as marcas de frenagem. Considerando o coeficiente
de atrito cinético entre a pista e o pneu igual a μc = 0,60 e um deslocamento igual a 290
m durante a frenagem, qual a velocidade escalar do carro no momento que as rodas foram travadas?
Fr = Fat cin
ma= μ. N 
ma= μ.mg
a= μ.g=0,5 x10= 5 m/s²
Pela eq de Torricelli
v²= vo² + 2 .a .d
0²= 30² - 2. 5.d ( vo= 108 km/h= 108 /3,6= 30 m/s)
10d= 900
d=90m
15) Uma mulher puxa um trenó carregado de massa m = 75 kg sobre um superfície
horizontal, com velocidade constante. O coeficiente de atrito entre o treno e neve μc =
0,10 e o ângulo da tensão aplicada pela mulher em relação a horizontal é 42°. Qual a
tensão na corda? Qual a força normal que a neve exerce sobre o carrinho?
Tensão na corda é de 90,7 N.
 
A normal é de 674 N.
 
De acordo com a Segunda Lei de Newton, a força resultante que atua em um corpo equivale ao produto de sua massa pela sua aceleração.
 
No caso em questão o trenó é puxado com velocidade constante, logo sua aceleração é zero e a força resultante que atua sobre ele é zero, o trenó está em equilíbrio.
 
Condição de equilíbrio horizontal:
 
T. cos 42 = Fat
 
T. cos 42 = μ.N
 
Considerando as forças na vertical =
 
N = P - Tsen 42
 
N = 750 - 0,67T
 
Tcos42 = 0,10(750 - 0,6691T)
 
T. 0,7431 = 75 - 0,06691T
 
T = 90,7 N
 
Tcos 42 = μN
 
67,399 = 0,1N
 
N = 674 N
 
 
16) Uma caixa de massa m1 = 14 kg se move sobre um plano inclinado com uma
inclinação de 30° com a horizontal. A caixa esta ligada a uma outra com massa m2 = 14
kg, por uma corda tensionada e massa desprezível (que desliza sem 
fat = μ.N
N = P- Fy
N=m.g - F.sen30°
N=5 .10- 50 .0,5
N= 25 N
Substituindo o valor da normal na equação da força de atrito, temos:
fat = 0,2 .25
fat = 5N