prova MECANICA PARTICULA

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FACSUL FACULDADE DE MATO GROSSO DO SUL
GRADUAÇÃO ENGENHARIA CIVIL
SANDRO ALEXANDRE
MECÂNICA DA PARTICULA
Campo Grande - MS
Março 2017
SANDRO ALEXANDRE
MECÂNICA DA PARTICULA
Trabalho apresentado ao Curso Engenharia Civil da FACSUL – Faculdade de Mato Grosso do Sul, para a disciplina Mecânica da Particula.
Orientação Prof Mestre Física João Bosco de Moura Filho.
Campo Grande - MS
2017
LISTA DE FIGURAS
Figura 1	6
Figura 2	10
Figura 3	15
Figura 4	16
Figura 5	23
Figura 6	24
Figura 7	25
Figura 8	28
Figura 9	30
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	5
EXERCICIO 1.1	6
EXERCICIO 1.2	7
EXERCICIO 1.3	8
EXERCICIO 1.4	9
EXERCICIO 1.5	10
EXERCICIO 1.6	11
EXERCICIO 1.7	12
EXERCICIO 1.8	13
EXERCICIO 1.9	14
EXERCICIO 1.10	15
EXERCICIO 1.11	16
EXERCICIO 1.12	17
EXERCICIO 1.13	18
EXERCICIO 1.14	19
EXERCICIO 1.15	20
EXERCICIO 1.16	21
EXERCICIO 1.17	22
EXERCICIO 1.18	23
EXERCICIO 1.19	24
EXERCICIO 1.20	25
EXERCICIO 1.21	26
EXERCICIO 1.22	27
EXERCICIO 1.23	28
EXERCICIO 1.24	29
EXERCICIO 1.25	30
REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICAS.	31
INTRODUÇÃO
A Física é a ciência que estuda a natureza e os fenómenos que nela ocorrem. É a ciência que descreve e interpreta o mundo material, o seu comportamento e as consequências dos seus fenómenos. Procura a compreensão científica dos comportamentos naturais e gerais do mundo à nossa volta, desde as partículas elementares até aos gigantescos objetos astronómicos do universo.
Neste trabalho desenvolveremos alguns exercícios utilizaremos conceitos de Cinemática, Dinâmica, Estáticas, Força entre outros. 
. Cinemática procura-se descrever e estudar os movimentos dos objetos. São estabelecidas condições e Mecanismos Matemáticos que permitem estimar trajetórias, espaços percorridos, velocidades, acelerações, etc., sem contudo estudar-se o que está na origem destes movimentos.
Dinâmica procura-se relacionar os movimentos com as forças por forma a interpretar a forma como as forças condicionam ou determinam os movimentos dos objetos. Não há uma descrição do movimento, mas antes uma interpretação do papel das forças na origem dos mesmos.
Estática  estuda os sistemas sob a ação de forças que se equilibram. E se preocupa com o comportamento das forças, em particular na relação dos esforços e fadigas que as estruturas suportam para garantir as condições de equilíbrio.
EXERCICIO 1.1
Daniel dirige na Estrada I-80 em Seward, no Estado de Nebraska, e segue por um trecho retilíneo de leste para oeste com uma velocidade média com módulo igual a 88 km/h. Depois de percorrer 76 km, ele atinge a saída de Aurora. Percebendo que foi longe demais, ele retorna 34 km de oeste para leste até a saída de York com uma velocidade média com módulo igual a 72 km/h. Para a viagem total desde Seward até a saída de York, qual é:
a) Sua velocidade escalar média?
b) O módulo do vetor velocidade média?
Figura 1
EXERCICIO 1.2
Um foguete transportando um satélite é acelerado verticalmente a partir da superfície terrestre. Após 1,15 s de seu lançamento, o foguete atravessa o topo de sua plataforma de lançamento a 63m acima do solo. Depois de 4,75 s adicionais ele se encontra a 1,0 km acima do solo. Calcule o módulo da velocidade média do foguete para:
a) o trecho do vôo correspondente ao intervalo de 4,75 s;
b) Os primeiros 5,90 s de seu vôo.
EXERCICIO 1.3
Um antílope que se move com aceleração constante leva 7,0 s para percorrer uma distância de 70,0 m entre dois pontos. Ao passar pelo segundo ponto, sua velocidade é de 15,0 m/s.
a) Qual era sua velocidade quando passava pelo primeiro ponto?
b) Qual era sua aceleração.
	
EXERCICIO 1.4
Considere uma criança chutando uma bola sob um ângulo de 30° com a horizontal.
a) Faça um desenho da situação juntamente com os vetores atuantes sobre o movimento da bola no momento do chute, no ponto que alcança a altura máxima e quando toca o solo novamente.
b) Determine a altura máxima e o alcance máximo considerando que ao sair do solo a bola tem velocidade inicial igual a 30 m/s.
EXERCICIO 1.5
Uma bola de gude rola horizontalmente com velocidade escalar vₒ e cai do topo de uma plataforma de 2,75 m de altura, sem sofrer nenhuma resistência significativa do ar. No nível do solo, a 2,0 m da base da plataforma, há um buraco. Para qual valor de vₒ a bola de gude aterrissará depois do buraco?
Figura 2
EXERCICIO 1.6
Você está na margem oeste de um rio cujas águas se escoam do sul para o norte com velocidade de 1,2 m/s. Sua velocidade de nado em relação à água é igual a 1,5 m/s e o rio possui 60 m de largura. Qual é a trajetória em relação ao solo para você atravessar o rio no menor intervalo de tempo possível? Explique seu raciocínio.
EXERCICIO 1.7
Um pintor está em pé em um andaime que é içado a uma velocidade escalar constante. Na subida, ele acidentalmente derruba uma lata de tinta do andaime e ela despenca 15,0m até o chão. Você está observando a cena e mede com o seu cronometro que leva 3,25 s para a lata atingir o solo. Despreze a resistência do ar. Qual é a velocidade escalar da lata quando chega ao solo.
EXERCICIO 1.8
Uma bola deixa a posição de repouso e rola colina abaixo com aceleração uniforme, percorrendo 150 m no decorrer do segundo intervalo de 5,0 s do seu movimento. Qual a distância percorrida no primeiro intervalo de 5,0 s do movimento?
EXERCICIO 1.9
O motor de um foguete de 125 kg produz uma força vertical constante de 1720 N. No interior desse foguete, uma fonte de energia de 15,5 N está em repouso sobre o piso.
a) Ache a aceleração do foguete?
b) Quando ele atingir a altitude de 120 m, qual é a força que o piso exerce sobre a fonte de energia?
EXERCICIO 1.10
Considere o sistema abaixo. O bloco A pesa 45 N e bloco B, 25 N. Suponha que o bloco B desça com velocidade constante.
a) ache o coeficiente de atrito cinético entre o bloco A e o topo da mesa?
b) Suponha que um gato, também com peso 45 N, caia no sono sobre o bloco A. Se o bloco B agora se move livremente, qual é a sua aceleração?
Figura 3
EXERCICIO 1.11
Um lavador de vidraças empurra sua escova com velocidade constante para cima de uma janela vertical aplicando uma força F , como ilustrado. A escova pesa 12 N e o coeficiente de atrito cinético é μc = 0,15. Determine:
a) o módulo da força F:
b) a força normal exercida pela janela na escola.
Figura 4
EXERCICIO 1.12
Uma melancia de 4,80 kg é largada ( sem velocidade inicial) da extremidade do telhado de um edifício a uma altura de 25 m . A resistência do ar é desprezível.
a) Calcule o trabalho realizado pela gravidade sobre a melancia durante seu deslocamento do telhado ao solo.
b) Imediatamente antes de a melancia colidir com o solo, qual é a sua energia cinética e qual a sua velocidade escalar.
EXERCICIO 1.13
Para puxar um caixote de 50 kg em um piso horizontal sem atrito, um trabalhador aplica uma força de 210 N, fazendo um ângulo de 20° para cima medido a partir da horizontal.
Quanto o caixote se move 3,0 m, qual o trabalho realizado sobre o caixote:
a) pela força do trabalhador?
b) pela força gravitacional que atua sobre o caixote?
c) pela força normal que o piso exerce sobre o caixote?
d) Qual é o trabalho total realizado sobre o caixote?
EXERCICIO 1.14
Dois barcos que deslizam no gelo apostam corrida sobre um lago horizontal sem atrito. Os barcos possuem massas m e 2m, respectivamente. A vela de um barco é idêntica à do outro, de modo que o vento exerce a mesma força F constante sobre cada barco. Os dois barcos partem do repouso e a distância entre a partida e a linha de chegada é igual a d. Referente ao fenômeno descrito, pode-se afirmar que:
a) O barco de massa m atingirá a linha de chegada com energia cinética maior que a do barco de massa 2m;
b) O barcode massa 2m atingirá a linha de chegada com energia cinética maior que a do barco de massa m;
c) Ambos os barcos terão a mesma energia cinética ao atingir a linha de chegada.
d) Ambos os barcos terão a mesma velocidade ao atingir a linha de chegada.
EXERCICIO 1.15
Em uma mola com constante de mola de 15 N/cm tem uma gaiola presa a uma das extremidades (figura abaixo).
a) Quanto trabalho a força da mola realiza sobre a gaiola quando a mola for esticada de 7,6 mm a partir da sua posição de equilíbrio?
b) Quanto trabalho adicional será realizado pela força da mola quando a mola for esticada outros 7,6 mm?
EXERCICIO 1.16
Uma força de 800 N estica uma mola até uma distância de 0,2m
a) Qual é a energia potencial da mola quando ela está esticada 0,2m?
b) Qual é a energia potencial da mola quando ela está comprimida 5,0 cm?
EXERCICIO 1.17
Um próton (massa 1,67x10–27 kg) está sendo acelerado em linha reta a 3,6 x 1015m/s2 em Bum acelerador de partículas. Se o próton tem uma velocidade inicial de 2,4 x 107 m/s e se desloca 3,5 cm, determine:
a) Sua velocidade.
b) O aumento em sua energia cinética.
EXERCICIO 1.18
A figura mostra três forças aplicadas a um baú que se desloca 3 m para a esquerda sobre um piso sem atrito. Os módulos das forças são F1= 5 N, F2 =9N e F3 = 3N; o ângulo indicado é 60º. Nesse deslocamento qual é o trabalho total realizado sobre o baú pelas três forças e a energia cinética do baú aumenta ou diminui?
Figura 5
EXERCICIO 1.19
Um bloco de 3,5 kg é empurrado ao longo de um piso horizontal por uma força F de módulo 15 N que faz um ângulo de 40º com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso é 0,25. Calcule o módulo da força de atrito que o piso exerce sobre o bloco e o módulo da aceleração do bloco.
Figura 6
‘
EXERCICIO 1.20
Na figura uma força constante Fa de módulo 82 N é aplicada a uma caixa de sapatos de 3kg a um ângulo de 53º, fazendo com que a caixa se mova para cima ao longo de uma rampa sem atrito com velocidade constante. Qual é o trabalho realizado sobre a caixa por Fa após ela ter subido uma distância vertical h=0,15m?
Figura 7
EXERCICIO 1.21
Um urso de 25 kg escorrega, a partir do repouso, 12m para baixo em um tronco de pinheiro, movendo-se com uma velocidade de 5,6 m/s imediatamente antes de chegar ao chão. Qual é a variação da energia potencial gravitacional do sistema urso-Terra durante o deslizamento? Qual é a energia cinética do uso imediatamente antes de chegar ao chão?
Qual é a força de atrito media que age sobre o urso enquanto está escorregando?
EXERCICIO 1.22
Qual é o menor raio de uma curva sem compensação (plana) que permite que um ciclista aB29km/h faça a curva sem derrapar se o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é de 0,32?
EXERCICIO 1.23
Uma força horizontal de F de 12 N empurra um bloco de 5 N de peso contra uma parede vertical. O coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é 0,60 e o coeficiente de atrito cinético é 0,40. Suponha que o bloco não esteja se movendo inicialmente.
a) O bloco irá se mover?
b) Qual é a força que a parede exerce sobre o bloco em termos de vetores unitários?
Figura 8
EXERCICIO 1.24
Um bloco de 100 kg é puxado com velocidade constante de 5m/s através de um piso horizontal por uma força de 122 N que faz um ângulo de 37º acima da horizontal. Qual é a taxa com a qual a força realiza trabalho sobre o bloco?
EXERCICIO 1.25
Na Figura um caminhão perdeu os freios quando estava descendo uma ladeira a 130km/h e o motorista dirigiu o veiculo para uma rampa de emergência sem atrito com uma inclinação de 15º. A massa do caminhão é 1,2 x 104 kg.
a) qual é o menor comprimento L que a rampa deve ter para que o caminhão pare
(momentaneamente) antes de chegar ao final? (suponha que o caminhão possa ser tratado como uma partícula).
b) O comprimento mínimo L aumenta, diminui ou permanece o mesmo se a massa do caminhão for menor e se a velocidade for menor?
Figura 9
REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICAS.
• TIPLER, P. A.; MOSCA,G. Física para Cientistas e Engenheiros, Vol, 1, 2 e 3. 5ª Edição, LTC Editora . Rio de Janeiro 2006
• Young, H. D e Freedman, R. A. – Sears e Zemansky, Física I: Mecânica. 12a edição, Ed. Pearson Addison Wesley, São Paulo, 2008.
• HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER,J. Fundamentos de Física-Vol.1/ Mecânica
7ª Edição, LTC Editora . Rio de Janeiro, 2006.