Lista 3

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FCM0101 Física I (2016) – Prof. Javier 
Lista 3: As Leis de Newton - Equilíbrio Estático 
 
1. No sistema representado na figura, calcule as tensões 
nas cordas A e B a compressão na viga C, desprezando 
as massas da viga e das cordas. 
 
2. O sistema representado na figura está em equilíbrio. 
Desprezando, as massas dos fios e das polias P1 e P2, 
calcule os ângulos θ1 e θ2. 
 
3. Na figura, aparecem corpos ligados a balanças de 
mola (dinamômetros) calibradas em N. Em cada caso, 
dar a leitura de cada dinamômetro, admitindo que as 
molas não tenham massa e que o plano inclinado não 
tenha atrito. 
 
 
 
4. O sistema representado na figura está em equilíbrio. 
Determine as tensões nos fios 1, 2 e 3 e o valor do 
ângulo θ. 
 
5. Um bloco de 5,1 kg é puxado ao longo de uma 
superfície sem atrito por uma corda que exerce uma 
força P = 12 N e faz o ângulo θ= 25° acima da 
horizontal, como mostra a Fig. (a) Qual é a aceleração 
do bloco? (b) A força P é lentamente aumentada. Qual 
é o valor de P logo antes de o bloco ser levantado da 
superfície? (c) Qual é a aceleração do bloco no exato 
momento em que ele é levantado e perde contato com 
a superfície? 
 
6. Um caixote de 110 kg é empurrado com velocidade 
constante para cima em uma rampa sem atrito, 
inclinada de 34°, como na Fig. (a) Qual a força 
horizontal F requerida? (b) Qual é a força exercida 
pela rampa sobre o caixote? 
 
7. Três blocos são ligados como mostra a Fig, sobre 
uma mesa horizontal sem atrito e puxados para a 
direita com uma força T3 = 6,5 N. Se m1 = 1,2 kg, m2 = 
2,4 kg e m3 = 3,1 kg, calcule (a) a aceleração do 
sistema e (b) as trações T1 e T2. Faça uma analogia 
com corpos que são puxados em fila, tais como uma 
locomotiva ao puxar um trem de vagões engatados. 
 
 
 
8. A Fig. mostra três caixotes com massas m1 = 45,2 
kg, m2 = 22,8 kg e m3 = 34,3 kg apoiados sobre uma 
superfície horizontal sem atrito. (a) Qual a força 
horizontal F necessária para empurrar os caixotes para 
a direita, como se fossem um só, com a aceleração de 
1,32 m/s2. (b) Ache a força exercida, por m2 em m3; (c) 
por m1 em m2. 
 
 
9. Um bloco de massa m1 = 3,70 kg está sobre um plano 
inclinado sem atrito de ângulo θ = 28° e é ligado por 
uma corda que passa em uma polia pequena e sem atrito 
a um segundo bloco de massa m2 = 1,86 kg, que pende 
verticalmente (veja a Fig). (a) Qual é a aceleração de 
cada bloco? (b) Ache a tração na corda. 
 
10. Um corpo de 2 kg está pendurado a um 
dinamômetro (calibrado em N), que está preso no teto 
de um elevador (figura). Qual a leitura do dinamômetro 
(a) quando o elevador estiver em movimento ascendente 
com a velocidade constante de 30 m/s? (b) quando o 
elevador estiver descendo com a velocidade constante 
de 30 m/s? e (c) quando o elevador estiver acelerado 
para cima a 10 m/s2? (d) Entre t = 0 e t = 2 s, o elevador 
sobe a 10 m/s. A sua velocidade é então reduzida 
uniformemente até zero, nos 2s seguintes, de modo que 
atinge o repouso no instante t = 4 s. Descrever a leitura 
do dinamômetro no intervalo que vai de t = 0 até t = 4 s. 
 
11. Imagine que o seu carro ficou atolado num lamaçal. 
Você está sozinho mais dispõe de uma corda forte e 
comprida. Tendo estudado física, amarra firmemente a 
corda esticada numa árvore e puxa lateralmente, 
conforme está na Figura. (a) Achar a força exercida pela 
corda sobre o carro quando o ângulo θ for 3°, a força do 
seu puxão for 400 N e o carro fica imóvel. (b) Qual a 
tensão que a corda deve agüentar para não se romper, ao 
ser aplicada a força de 600 N para mover o carro, com o 
ângulo θ = 3°? 
 
12. Um elevador consiste em uma cabine (A), um 
contrapeso (B), um motor (C) e o cabo e polias 
mostrados na Fig. A massa da cabine é 1.000 kg e a 
massa do contrapeso é 1.400 kg. Despreze o atrito, as 
massas do cabo e das polias. O elevador acelera para 
cima a 2,30 m/s2 e o contrapeso acelera para baixo à 
mesma taxa. Quais são os valores das trações (a)T1 e 
(b) T2?, (c) Qual a força exercida no cabo pelo motor? 
 
13. O homem na Fig. pesa 800 N; a plataforma e a 
polia sem atrito têm peso total de 190 N. Ignore o peso 
da corda. Com que força o homem tem de puxar a 
corda de forma a se levantar junto com a plataforma a 
0,37 m/s2? 
 
Respostas: 
1. Em A = 981N, em B= 2.678,1 N, em C= 3.286,4N 
2. θ1=36,9° θ2=53,1° 
3. (a) 98,1 N; (b) 98,1 N; (c) 49,05 N; (d) (98,1 N) sen θ, 
4. T1 = 1.960N; T2 = 1.697N; T3 = 3.394N; θ = 60° 
5 . (a) 2,1 m/s2; (b) 120N; (c) 21m/s2 
6. (a)730 N; (b) 1.300 N 
7. (a) 0,97 m/s2; (b) T1 = 1,2N T2 = 3,5 N 
8. (a) 135 N; (b) 45,3 N; (c) 75,4 N 
9. (a) 0,217 m/s2; (b) 17,8N 
10. (a) 19,6 N; (b) 19,6 N; (c) 39,6 N 
11. (a) 3.821 N; (b) 5.732 N 
12. (a) 12,1 kN; (b) 10,5 kN; (c)1,60 kN, na direção do contrapeso 
13. 1027,4N