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Exercícios de Fixação Força e Movimento I Prof.a Vivienne D. Falcão Física I 1 – Um trator puxa horizontalmente, com velocidade constante, um equipamento por meio de uma corrente, exercendo sobre o equipamento uma força de 1000N. Considerando-se que o equipamento tem um peso 1500N, determine a força resultante sobre o equipamento. R - A força resultante sobre o tronco é zero. Note que as forças que atuam no tronco são apenas o seu peso e a força normal que vem da reação do peso do tronco com o solo. A força que o trator aplica na corrente não é considerada pois o trator tem velocidade constante, ou seja, a aceleração é nula e pela segunda Lei de Newton, a força na direção de movimento do trator também será nula. Dessa forma, o trator e o tronco se movem com velocidade constante, como a força peso é igual a força normal, a força resultante sobre o tronco é nula. 2 – Ao realizar manobras em um terreno acidentado, o motorista de um caminhão perde o controle do veículo atingindo frontalmente uma viga de concreto. a) A força que o caminhão aplica à viga na batida é maior, menor ou igual à que a viga aplica ao caminhão? explique e justifique. R - De acordo com a lei da ação e reação, a viga aplica uma força de mesma intensidade no caminhão. b) Por que o caminhão se estraga tanto ao passo que a viga permanece de pé, com apenas alguns pequenos danos? R - Porque a viga é feita de um material mais resistente, além disso a frente do caminhão foi feita de forma a absorver o impacto. 3 – Um caminhão está puxando um carro em uma estrada horizontal usando uma corda horizontal. O carro está em ponto morto, de modo que é possível assumir que não há atrito significativo entre os pneus e a estrada. Considerando que o caminhão aumenta a velocidade: a) Represente as forças que atuam no carro e no caminhão; b) Qual força acelera o sistema para a frente? Explique como essa força se origina. R – A força de atrito F entre os pneus e a estrada é a responsável por acelerar o sistema para frente, pois os pneus empurra a estrada para trás, enquanto a estrada empurra os pneus para frente. 4 – Numa indústria de bebidas, garrafas de massa igual a 400,0 g movimentam-se em linha reta sobe um balcão. A velocidade de cada garrafa varia linearmente com o tempo de acordo com a tabela abaixo. Para o intervalo de tempo considerado, qual foi a força resultante que atuou sobre a garrafa? 0,8 N Observando a tabela, verificamos que a velocidade varia de 2 m/s a cada segundo. Logo Como 5 – Um equipamento de massa igual a 52 kg deve descer escorregando por uma corda que arrebentará se a tensão exceder 425 N. a) O que acontece se o equipamento fica imóvel pendurada na corda? A corda não suporta. R- Se o equipamento estiver imóvel a força exercido por ele na corda será seu próprio peso. Esse peso tem valor de , logo se ele estiver parado, a corda arrebentará. b) Para que módulo de aceleração a corda está prestes a arrebentar? R - Quanto menos tração, mais o peso fará ele descer, assim chegamos na seguinte equação para o limite da corda: 6 – A figura a seguir mostra uma caixa de parafusos de massa m1 igual a 3,0 kg sobre um plano inclinado sem atrito de ângulo igua1 a 30°. A caixa está ligada por uma corda de massa desprezível a uma caixa de papel de massa m2 igual a 2,0 kg situada sobre um plano inclinado sem atrito de ângulo igual a 60°. A polia não tem atrito e sua massa é desprezível. Qual é a tensão da corda? 16 N Decompondo o peso da caixa m1 Isolando a caixa m1 e montando uma equação para o seu sistema, o bloco m2 irá descer e puxar o bloco m1 para cima. Enquanto o bloco desliza para baixo a tração na corda puxa ele para cima, então a forma resultante será tração – peso em x Decompondo o peso da caixa m2 (também está em um plano inclinado). Montando o sistema, o bloco está descendo e a tração na corda puxa ele para cima, a força resultante será (peso em x - tração). Somando as duas equações Utilizando g= 9,8 m/s² , temos a = 0,46m/s² Agora substituindo esses valores em uma das duas equações achamos a intensidade da tração no cabo. 7 – Nas academias de ginástica, para fortalecer a musculatura das pernas, utiliza-se o aparelho chamado “leg press”, o qual tem uma parte móvel que desliza sobre um plano inclinado, fazendo um ângulo de 60 graus com a horizontal. Uma pessoa usando o aparelho, empurra a parte móvel de massa igual a 100 kg, fazendo-a mover ao longo do plano com velocidade constante, conforme figura abaixo. Considere desprezível o atrito e determine a intensidade da força que a pessoa está aplicando sobre a parte móvel do aparelho. 86,6 N