Pontifícia Universidade Católica de Goiás - PUC

Pontifícia Universidade Católica de Goiás - PUC-GO
MAF - Departamento de Matemática e Física
Disciplina: Física Geral e Experimental I - MAF2201
Profa. Wanessa
Lista de Exercícios
1. Uma massa de 3 Kg está sujeita a uma aceleração de (2î + 5ĵ) m/s2 . Encontre a força
resultante e a sua intensidade
2. Apenas duas forças horizontais atuam sobre um corpo de 3, 0 kg. Uma força de 9, 0 N ,
atuando na direção leste, e a outra de 8, 0 N , atuando na direção noroeste fazendo um
ângulo de 62o com o oeste. Qual é o módulo da aceleração do corpo?
3. Duas forças F1 e F2 atuam em um corpo de 5 kg de massa. Se F1 = 20 N e F2 = 15 N ,
encontre as acelerações em (a) e (b) da Figura 1.
4. Um objeto de 4 kg tem uma velocidade inicial de 3, 00î m/s Em um dado instante. Oito
segundos depois, sua velocidade é aumentada para (8î + 10ĵ) m/s. Assumindo que o objeto
estava sob ação de uma força constante, encontre (a) as componentes da força e (b) sua
magnitude.
5. Uma certa partícula possui um peso de 22 N em um ponto onde g = 9, 8 m/s2 . Quais são
(a) o seu peso e (b) sua massa em um ponto onde g = 4, 9 m/s2 ? Quais são seu (c) seu
peso e (d) sua massa se ela for movimentada para um ponto do espaço onde g = 0?
6. Duas massas m1 e m2 situadas em uma superfície horizontal sem atrito, estão conectadas
por uma corda leve. Uma força F~ é exercida na massa da direita (Fig. 2). Determine a
aceleração do sistema e a tração T~ na corda.
Figura 1: Problema 3
Figura 2: Problema 6
7. As ilustrações na figura 3 mostram sistemas sem atrito. Considerando essas configurações
indique qual a leitura feita da força através dos dinanômetros presentes nas mesmas.
Figura 3: Problema 7
Figura 4: Problema 8
8. Um bloco A de massa ma = 3, 70kg sobre um plano inclinado de 30o (figura 4) está ligado
por um fio que passa por uma roldana sem atrito e de massa desprezível a um segundo bloco
de massa ma = 2, 30Kg suspenso verticalmente. Quais são (a) o módulo da aceleração de
cada bloco e (b) a direção e sentido da aceleração do bloco suspenso? Qual é a tração no
fio?
9. Um saco de cimento de peso 325 N está suspenso por três fios como mostrado na Figura 5.
Dois dos fios fazem um ângulo de θ1 = 60.0◦ e θ2 = 25.0◦ com a horizontal. Se o sistema
está em equilíbrio, encontre as tensões T1 , T2 , e T3 nos fios.
10. Uma massa M é mantida suspensa por um sistema de polias e uma força F aplicada a ela,
como mostrado na Figura 6. As polias são sem massa e sem atrito. Encontre (a) as tensões
em cada secção da corda, T1 , T2 , T3 , T4 , e T5 e (b) a magnitude de F . (Dica: Desenhe
um diagrama de corpo isolado para cada polia.)
Figura 5: Problema 5
Figura 6: Problema 10
11. Um bloco de 25 kg está inicialmente em repouso numa superfície horizontal. Uma força
horizontal de 75 N é requerida para colocar o bloco em movimento. Após estar em movimento, é requerida uma força horizontal de 60 N para assegurar que o bloco se movimente
e velocidade constate.Encontre os coeficientes de atrito estático e cinético.
12. Um bloco de 3 Kg sai do repouso do topo de um plano inclinado a 30o e desliza para baixo
a uma distância de 2 m em 1, 5s. Encontre (a) a intensidade da aceleração do bloco, (b) o
coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano, (c) a força de atrito que atua sobre o
bloco, e (d) a velocidade do bloco após ter deslizado 2 m
13. Um bloco de 9 kg está conectado por um corda que passa por uma polia a um bloco de
5 Kg que está deslizando sobre uma superfície de uma mesa (Fig.7).Se o coeficiente de
atrito cinético é 0, 2 encontre a tensão na corda.
Figura 7: Problema 13
Figura 8: Problema 14
14. Um rotor de parque de diversões consiste em um grande cilindro vertical que gira em torno
de seu eixo rápido o suficiente para que qualquer pessoa dentro esteja firmemente segura
contra a parede quando o piso é removido (Fig. 8). O coeficiente de atrito estático entre
a pessoa e a parede é µs , e o raio do cilindro é R. (a) Mostre que o período de revolução
máximo (frequência mínima) necessário para manter a pessoa presa á parede é dado por
T = (4π 2 Rµs /g)1/2 . (b) Obtenha um valor numérico para T se R = 4, 00 m e µs = 0, 400.
Quantas revoluções por minuto o cilindro faz?
15. Um estudante, que matou aula pra ir ao parque de diversões, pesa 667 N e passeia em uma
roda-gigante que gira com uma velocidade constante (o estudante está sentando na cadeira
~ que o
com as costas eretas). No ponto mais elevado a intensidade da força normal N
assento exerce sobre o estudante é de 556 N . (a) O estudante se sente leve ou pesado nesta
~ no ponto mais baixo? (c) Qual é a intensidade N
posição? (b) Qual é a intensidade de N
se a velocidade com que a roda-gigante gira for duplicada?
Gabarito
(1)(6î + 15ĵN) e 16, 2 N
(2)2, 9 m/s2
(3)(a)(4î + 3ĵ)m/s2 e 5 m/s2 a 36, 9o ; (b)(5, 5î + 2, 6ĵ)m/s2 e 6, 08 m/s2 a 25, 3o
(4)(a)(2, 5î + 5, 0ĵ)N ; (b)5, 59 N
(5)(a)11 N ; (b)2, 2 kg; (c)0; (d)2, 2 kg
(6)a = F/(m1 + m2 ); T = F m1 /(m1 + m2 )
(7)(a)4, 9 N ; (b)9, 8 N ; (c)24, 4 N
(8)(a)0, 735 m/s2 ; (b) na direção vertical para baixo; (c)20, 8 N
(9)296 N, 163 N e 325 N
(10)(a)M g/2,M g/2,M g/2,3M g/2,M g; (b)M g/2
(11)-µs = 0, 306; µs = 0, 245
(12) (a)1, 78 m/s2 ; (b)0, 368; (c) 9, 37 N ; (d)2, 67 m/s
(13) 3, 78 N
(14)(b)2, 54 s; 23, 6 rev/min
(15)(a)778 N ; (b)778 N