Lista 2 - Departamento de Física

CF059 – Física I
2S-2016
Lista de Problemas 2
Evaldo
Dinâmica
1) A figura mostra
um lago congelado, separados por 15 m
um sistema em que
mas unidos por uma corda de massa
quatro corpos estão
desprezível. A garota exerce uma força
suspensos por cordas.
horizontal de 5.2 N sobre a corda. (a)
A polia não tem
Quais os módulos das acelerações do
massa nem atrito. A
trenó e da garota? (b) A que distância da
corda superior exerce
posição inicial da garota eles se
uma força sobre a
encontram?
parede de 98 N. As
trações nas cordas
5) Uma caixa de massa 5 kg é lançada
menores são: T1 =
para cima sobre a superfície lisa de um
58,8 N, T2 = 49 N, T3
plano inclinado com velocidade inicial de
= 9,8 N. Quais são as massas dos corpos 3,5 m/s. O ângulo do plano inclinado é 
A, B, C, e D?
= 32 o com a horizontal. (a) Qua distância
sobre o plano a caixa consegue subir? (b)
2) Existem duas forças horizontais agindo Que tempo ela leva para atingir essa altura
sobre uma caixa de 2 kg, mas a figura máxima? (c) Qual sua velocidade quando
mostra apenas uma delas (de módulo F1 = ela retorna ao ponto de lançamento?
20 N). A caixa desloca-se ao longo do
eixo x. Para cada um dos valores de 6) Uma lâmpada está pendurada por um
aceleração ax da caixa, encontre a segunda fio em um elevador que desce
força em termos de vetores unitários. (a) desacelerando a 2,4 m/s2. (a) Se a tração
ax = 10 m/s2; (b) ax = 20 m/s2; (c) ax = 0; no fio é 89 N, qual é a massa da lâmpada?
(d) ax = -20 m/s2.
(b) Se o elevador estivesse subindo com
aceleração de 2,4 m/s2, qual seria a tração
no fio?
3) Um carro viajando a 53 km/h atinge o
pilar de uma ponte em colisão frontal. Um
passageiro do carro move-se para a frente
por uma distância de 65 cm (em relação à
estrada) enquanto é levado ao repouso por
um airbag inflado. Qual é o módulo da
força (suponha que seja constante) qua
atua sobre o tronco superior do
passageiro, o qual tem uma massa de 41
kg?
4) Uma garota de 40 kg e um trenó de 8,4
kg estão sobre a superfície sem atrito de
7) No passado, cavalos puxavam barcaças
em canais da maneira mostrada na figura
abaixo. Suponha que o cavalo puxa o
cabo com uma força de 7900 N em ângulo
de 18 o em relação à direção do
movimento da barcaça, que se desloca
num eixo x. A massa da barcaça é 9500
kg e o módulo de sua aceleração é 0,12
m/s2. Qual é o módulo e o sentido da força
exercida pela água sobre a barcaça?
8) Três blocos estão conectados, como
indicado na figura, e repousam sobre uma
superfície sem atrito. O sistema é puxado
com uma força de 65 N. Supondo que as
massas dos corpos 1, 2 e 3 são,
respectivamente, 12 kg, 24 kg e 31 kg,
calcule (a) a aceleração do sistema e (b) as
tensões T1 e T2.
9) A figura mostra dois
blocos conectados por uma
corda (de massa desprezível)
que passa por uma polia sem
atrito e também de massa
desprezível. Um bloco tem
massa m1 = 1,3 kg e o outro
tem massa m2 = 2,8 kg. (a)
Qual o módulo da aceleração
dos blocos? (b) Qual o
módulo da força de tração na
corda?
10) Um trabalhador arrasta uma caixa
pelo chão de uma fábrica puxando-a por
uma corda a ela amarrada (ver figura). O
trabalhador exerce uma força de 450 N na
corda, que está inclinada a 38o com
respeito à horizontal. O chão exerce uma
força horizontal de 125 N sobre a caixa,
opondo-se ao movimento. Calcule a
aceleração da caixa (a) se sua massa é 310
kg e (b) se seu peso é 310 N.
11) O piso de um vagão de trem está
carregado com caixas soltas cujo
coeficiente de atrito estático com o piso
vale 0,25. Se o trem está se movendo com
velocidade de 48 km/h, qual a mais curta
distância na qual o trem pode ser parado
(com aceleração constante) sem causar
deslizamento das caixas sobre o piso?
12) Um porco que gosta de escorregar
desliza para baixo em uma certa rampa
inclinada de 35 o e leva o dobro do tempo
que levaria para escorregar se não
houvesse atrito. Qual o coeficiente de
atrito cinético entre o porco e a rampa?
13) Uma força horizontal de 12 N
empurra um bloco pesando 5 N contra
uma parede vertical, conforme mostrado
na figura. O coeficiente de atrito estático é
0,6, e o cinético é 0,4. Suponha que o
bloco não esteja se movendo inicialmente.
(a) O bloco irá se mover? (b) Qual o vetor
que representa a força que a força exerce
sobre o bloco?
14) O bloco B na figura pesa 711 N. O
coeficiente de atrito estático entre o bloco
e a mesa é 0,25. O ângulo  é 30 o e
suponha que a corda entre o bloco e o nó
está na horizontal. Encontre o peso
máximo para o bloco A para o qual o
sistema permanece em repouso.
15) Na figura ao
lado um homem
levanta um peso
w puxando uma
corda com uma
força F. A polia
de cima está presa
ao teto por uma corrente; a de baixo está
presa ao peso por outra corrente. Se w =
400 N, achar a tensão em cada corrente e
a força F no caso que o peso é içado com
velocidade constante. Supor que as
massas das correntes
desprezíveis.
e polias
são estático entre o carrossel e o gato que
permitirá que o gato não escorregue
durante o passeio?
16) A figura mostra três caixotes sendo
empurrados sobre um piso de concreto 19) Uma curva inclinada em uma autopor uma força horizontal de módulo 440 estrada foi planejada para uma velocidade
N. As massas dos caixotes são m 1 = 30 de tráfego de 60 km/h. O raio da curva é
kg, m2 = 10 kg e m3 = 20 kg. O de 200 m. Em um dia chuvoso, a
coeficiente de atrito cinético entre o piso e velocidade recomendada neste trecho é de
cada um dos caixotes é 0,70. (a) Qual o 40 km/h. Qual é o menor coeficiente de
módulo da força exercida sobre o bloco 3 atrito entre a estrada e os pneus que
pelo bloco 2? (b) Se os blocos permitirá que carros façam a curva sem
deslizassem sobre um piso polido, a força derrapar para fora da estrada?
que o bloco 2 exerce sobre o bloco 3 seria
maior, menor, ou igual ao valor do item 20) Na figura abaixo, uma bola de 1,34 kg
anterior?
é conectada por meio de dois fios de
massas desprezíveis (cada um com
comprimento L = 1,7 m) a uma haste
vertical girante. Os fios estão amarrados
em pontos que distam entre si de d = 1,7
m e estão esticados. A tração no fio
superior é de 35 N. (a) Qual o valor da
força de tração no fio inferior? (b) Qual o
17) Na figura, dois blocos estão módulo da força resultante exercida pelos
conectados por um fio sem massa que fios sobre a massa?
passa por uma polia. A massa do bloco A
é igual a 10 kg, o coeficiente de atrito
cinético entre o bloco A e a rampa é 0,2 e
a inclinação do plano inclinado é 30 o com
a horizontal. Se o bloco A desliza para
baixo ao longo da rampa com velocidade
constante, qual é a massa do bloco B?
21) No sistema da figura, m1 = 20 kg, m2
= 40 kg, e m3 = 60 kg. Desprezando as
massas das cordas e da polia, assim como
o atrito, calcule a aceleração do sistema e
as tensões nos fios 1, 2 e 3.
18) Um gato cochila sobre um carrossel
em repouso, numa posição a 5,4 m do
eixo do carrossel. O operador inicia o
passeio, levando o carrossel à sua taxa de
rotação usual de uma volta a cada 6 s.
Qual será o menor coeficiente de atrito
Utilizar g = 9.8 m/s2 quando necessário.