Lista 4 - Leis de Newton (com atrito) (2011)

Curso: Engenharia Civil
Disciplina: Física Geral e Experimental A
Docente: Norma Reggiani
Lista 4 – Leis de Newton (com atrito)
Exercícios do livro “Fundamentos de Física” – vol 1, cap. 6 – Halliday &
Resnick
17) Uma caixa de areia, inicialmente estacionária, deve ser puxada em um piso
por meio de um cabo no qual a tensão não deve exceder 1100N. O coeficiente
de atrito estático entre a caixa e o piso é de 0,35. (a) Qual deve ser o ângulo
entre o cabo e a horizontal de modo que se consiga puxar a maior quantidade
de areia possível, e (b) qual é o peso da areia e da caixa nesta situação?
Resposta: (a) 19 graus; (b) 3,3 kN
25) Dois blocos, com pesos 3,6 N e 7,2 N, são conectados por uma corda
sem massa e deslizam para baixo em um plano inclinado de 30 graus. O
coeficiente de atrito cinético entre o bloco mais leve e o plano é de 0,1;
aquele entre o bloco mais pesado e o plano vale 0,2. Supondo que o
bloco mais leve desce na frente, encontre (a) o módulo da aceleração
dos blocos e (b) a tensão na corda.
Resposta: (a) 3,5 m/s2; (b) 0,21 N
31) Um barco de 1000 kg está navegando a 90 km/h quando seus motores
são desligados. A intensidade da força de atrito entre o barco e a água é
proporcional à velocidade v do barco: f atrito = 70v, onde v está em metros
por segundo e f em newtons. Encontre o tempo necessário para o barco
reduzir sua velocidade para 54 km/h.
Resposta: 9,9 s
61) Um bloco de massa m1 = 4,0 kg é colocado no topo de um outro bloco
de massa m2 = 5,0 kg. Para fazer o bloco de cima deslizar sobre o de baixo
enquanto este é mantido fixo, precisa ser aplicada uma força horizontal de
no mínimo 12 N. O conjunto dos blocos é agora colocado sobre uma mesa
horizontal sem atrito. Encontre o módulo (a) da maior força horizontal F que
pode ser aplicada ao bloco de baixo de modo que os blocos se movam
juntos e (b) a aceleração dos blocos.
Resposta: (a) 27 N; (b) 3,0 m/s2
1
2
F
69) O bloco A possui massa ma = 4,0 kg e o bloco B possui massa m b = 2,0
kg. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco B e o plano horizontal é 0,5.
O plano é inclinado de um ângulo de 30 graus com relação à horizontal e
não possui atrito. O fio possui massa desprezível. Encontre (a) a tração no
fio e (b) a aceleração dos blocos.
Resposta: (a) 13 N; (b) 1,6 m/s2
A
B
73) Um bloco desliza com velocidade constante para baixo ao longo de
um plano inclinado com ângulo de inclinação Θ. O bloco é então
projetado para cima sobre o mesmo plano com velocidade inicial v 0. (a)
Que distância ele subirá no plano até parar? (b) Após o bloco ter
atingido o repouso, ele deslizará para baixo do plano novamente?
Justifique sua resposta.
Resposta: (a) v02/(4g senΘ) (b) não
75) Brincando próximo a um canteiro de obras uma criança cai sobre
uma barreira e desce sobre um declive sujo inclinado para baixo de 35
graus com relação à horizontal. Enquanto a criança desliza declive
abaixo, ela possui uma aceleração com módulo 0,5 m/s2 e dirigida para
cima ao longo do declive. Qual é o coeficiente de atrito cinético entre a
criança e o declive?
Resposta: 0,76