Universidade do Estado do Rio Grande do Norte

Universidade do Estado do Rio Grande do Norte
Mecânica I - Lista II: Dinâmica
29/11/2015
Prof.: Edésio M. Barboza Jr.
Aluno(a):
1. Um foguete experimental pode partir do repouso e alcançar a velocidade de1600 km/h em 1.8 s, com aceleraç|ão
constante. Qual a intensidade da força média necessária, se a massa do foguete é 500 kg?
2. Se um nêutron livre é capturado por um núcleo, ele pode ser parado no interior do núcleo por uma força forte.
Esta força forte, que mantém o núcleo coeso, é nula fora do núcleo. Suponha que um nêutron livre com velocidade
inicial de 1.4 × 107 m/s acaba de ser capturado por um núcleo com diâmetro d = 10−14 m. Admitindo que a
força sobre o nêutron é constante, determine sua intensidade. A massa do nêutron é 1.67 × 10−27 kg.
3. Um elétron é lançado horizontalmente com velocidade de 1.2 × 107 m/s no interior de um campo elétrico, que
exerce sobre ele uma força vertical constante de 4.5 × 10−16 N. A massa do elétron é 9.11 × 10−31 kg. Determine
a distância vertical de deflexão do elétron, no intervalo de tempo em que ele percorre 30 mm, horizontalmente.
4. Uma esfera de massa 3 × 10−4 kg está suspensa por uma corda. Uma brisa horizontal constante empurra a esfera
de maneira que ela faça um ângulo de 37o com a vertical de repouso da mesma. Determine (a) a intensidade da
força aplicada e (b) a tensão na corda.
5. Uma pessoa de 80 kg salta de pára-quedas e experimenta uma aceleração, para baixo, de 2.5 m/s2 . O páraquedas tem 5 kg de massa. (a) Qual a força exercida, para cima, pelo ar sobre o pára-quedas? (b) Qual a força
exercida, para baixo, pela pessoa sobre o pára-quedas?
6. Imagine um módulo de aterrisagem se aproximando da superfície de Callisto, uma das luas de Júpiter. Se
o motor fornece uma força para cima (empuxo) de 3260 N, o módulo desce com velocidade constante; se o
motor fornece apenas 2200 N, o módulo desce com uma aceleraço de 0.39 m/s2 . (a) Qual o peso do módulo de
aterrisagem nas proximidades da superfície de Callisto? (b) Qual a massa do módulo? (c) Qual a aceleração em
queda livre, próxima a‘ superfície de Callisto?
7. Um balão de massa M, com ar quente, está descendo, verticalmente com uma aceleração a para baixo. Que
quantidade de massa deve ser atirada para fora do balão, para que ele suba com uma aceleração a (mesmo
módulo e sentido oposto)? Suponha que a força de subida, devida ao ar, não varie em função da massa (carga
de estabilização) que ele perdeu.
8. Um armário de quarto com massa de 45 kg, incluindo gavetas e roupas, está em repouso sobre o assoalho. (a)
Se o coeficiente de atrito estático entre o móvel e o chão for 0.45, qual a menor força horizontal que uma pessoa
deverá aplicar sobre o armário para colocá-lo em movimento? (b) Se as gavetas e as roupas, que têm 17 kg de
massa, forem removidas antes do armário ser empurrado, qual a nova força mínima?
9. Uma pessoa empurra horizontalmente uma caixa de 55 kg, para movê-la sobre o chão, com uma força de 220 N.
O coeficiente de atrito cinético é 0.35. (a) Qual o módulo da força de atrito? (b) Qual a acelelração da caixa?
10. Uma força horizontal F de 12 N comprime um bloco pesando 5 N contra uma parede vertical. O coeficiente de
atrito estático entre a parede e o bloco é 0.6, e o coeficiente de atrito cinético é 0.4. Suponha que inicialmente
o bloco não esteja em movimento. (a) O bloco se moverá? (b) Qual a força exercida pela parede sobre o bloco,
em notação de vetores unitários?
11. Uma caixa de 68 kg é puxada pelo chaão por uma corda que faz um ângulo de 15o acima da horizontal. (a) Se
o coeficiente de atrito estático é 0.5, qual a tensão mínima necessária para iniciar o movimento da caixa? (b)
SE µc = 0.35, qual a sua aceleração inicial?
12. Calcule a força de arrasto sobre um míssil de 53 cm de diâmetro, viajando na velocidade de cruzeiro de 250
m/s, a baixa altitude, onde a densidade do ar é 1.2 kg/m3. Suponha C = 0.75.
13. Se o coeficiente de atrito estático dos pneus numa rodovia é 0.25, com que velocidade máxima um carro pode
fazer uma curva plana de 47.5 m de raio, sem derrapar?
14. No modelo de Bohr do átomo de hidrogênio, o elétron descreve uma órbita circular em torno do núcleo. Se o
raio é 5.3 × 10−11 m e o elétron circula 6.6 × 1015 vezes por segundo, determine (a) a velocidade do elétron, (b)
a aceleração do elétron (módulo e sentido) e (c) a força centrípeta que atua sobre ele. (Esta força é resultante
da atração entre o núcleo, positivamente carregado, e o elétron, negativamente carregado.) A massa do elétron
é 9.11 × 10−31 kg.
15. Um estudante de 68 kg, numa roda-gigante com velocidade constante, tem um peso aparente de 550 N no ponto
mais alto. (a) Qual o seu peso aparente no ponto mais baixo? (b) E no ponto mais alto, se a velocidade da
roda-gigante dobrar?