Lista de exercícios 3º ano FORÇA RESULTANTE CENTRÍPETA

Lista de exercícios 3º ano
FORÇA RESULTANTE CENTRÍPETA / ATRITO / TRABALHO
1. Singapore Flyer é uma roda-gigante de observação localizada em Singapura Atingindo 42 andares de
altura, a Flyer compreende a um círculo de 150 metros de diâmetro. Ela é 5 metros mais alta que a The
Star of Nanchang e 30 metros a mais que a London Eye. Cada uma das 28 cápsulas com ar-condicionado
é capaz de transportar 28 passageiros cada, e uma rotação completa da roda demora aproximadamente 30
minutos.
Sabendo-se que a grande roda gigante Singapore Flyer tem movimento circular e uniforme com
velocidade de 36 Km/h e uma pessoa com 75 kg de massa, sentada em uma poltrona passa pelo ponto
mais alto e pelo ponto mais baixo como mostra as figuras 1 e 2.
Analise as afirmações a seguir:
I - a força centrípeta é a força resultante nos pontos mostrados nas figuras 1 e 2.
II - a força que a pessoa troca com a poltrona no ponto mais alto como mostra a figura 1, vale 100N.
III - a força que a pessoa troca com a poltrona no ponto mais baixo como mostra a figura 2, vale
850N.
Está correto apenas o que se afirma em:
a)I
b)I e II
c)II e III
d)III
e) I e III
R:E
2. Num parque de diversão, uma das atrações que geram sempre muita expectativa é a da montanharussa, principalmente no momento do loop, em que se percebe que o passageiro não cai quando um
dos carrinhos atinge o ponto mais alto, conforme se observa nas figuras. Considerando-se a
aceleração da gravidade de 10 m/s2 e o raio de curvatura igual a 40 metros, analise as afirmações a
seguir:
I - a força centrípeta sobre o conjunto (carrinho-passageiro) no loop é nula.
II - a velocidade mínima do carrinho no loop é de 20 m/s, e independe do peso do passageiro.
III - o peso do conjunto (carrinho-passageiro) no loop é igual à força centrípeta, para as condições de
velocidade mínima
IV. Considerando a velocidade do carrinho igual a 108 km/h ao passar pelo ponto mais baixo da
montanha Russa, o que não é um exagero, e o raio da trajetória circular igual a 40m, a força que o a
poltrona do carrinho aplica na pessoa de massa igual a 72 kg, vale 2000N.
Está correto apenas o que se afirma em:
a)I,II e III
b) I , II e IV
c)II , III e IV
d) II,III e IV
e)todas
R:A
3. Um motociclista descreve uma circunferência num “globo da morte" de raio 4 m, em movimento
circular uniforme, no sentido indicado pela seta curva, na figura abaixo.
A massa total (motorista + moto) é de 150 kg.
Considere g = 10 m/s2 julgue as afirmações a seguir.
I. Se a velocidade do motociclista no ponto mais alto (A) da circunferência for 12 m/s, a força
exercida sobre o globo nesse ponto será 3900 N.
II. Se a velocidade do motociclista No ponto mais baixo (C) da circunferência for 20 m/s, a força
exercida sobre o globo nesse ponto será 5000 N
III. o menor valor da velocidade da moto para que ela passe pela parte superior do globo sem cair é de
72 km/h.
Está correto apenas o que se afirma em:
a) I
b)I e III
c)II e III
d)III
e)II
R:A
4.Um piloto de Fórmula 1 (de automóveis), justamente com seu equipamento e mais o carro, totalizavam
a massa de 700 kg. Numa das corridas do campeonato, ele entrou numa curva plana, horizontal, que é um
arco de circunferência de raio R = 80 m, com determinada velocidade escalar.
Sabendo-se que o coeficiente entre os pneus e a pista vale 0,5 e admitindo-se para a aceleração da
gravidade um valor de 10 m/s², calcule a máxima velocidade que ele podia desenvolver para fazer a
curva.
a)5 m/s.
b) 10 m/s.
c)7 m/s.
d) 20 m/s.
e) 25 m/s.
R:D
5. Numa pista inclinada de  em relação à horizontal, um carro de massa 700 kg descreve uma curva
horizontal de raio 40(mostrada em corte na figura) com velocidade constante de 72 km/h. Sabendo-se que
o veículo não tem nenhuma tendência de derrapar, qual o valor de ?
R:  = 450
6. O bloco, inicialmente em repouso, representado na figura abaixo, tem massa 1,0 kg e está apoiado
sobre uma mesa horizontal. Os coeficientes de atrito cinético e estático entre o bloco e a mesa são,
respectivamente, e = 0,4 e d =0,35. Considerando g = 10 m/s², determine a aceleração do bloco quando
ele é empurrado por uma força horizontal F de intensidade:
a)F = 2,0N
b)F = 4,0N
R: a) repouso(a = 0)
b) repouso(a = 0)
c)F = 6,0N
c)a = 2,5m/s 2
7. A figura mostra o gráfico da intensidade da força de atrito que um plano horizontal exerce sobre um
corpo, versus a intensidade da força externa aplicada horizontalmente para arrastar este corpo, suposto
inicialmente em repouso sobre o plano horizontal.
Sendo o coeficiente de atrito estático entre o plano e o corpo igual a 0,4, é verdadeiro afirmar que:
a)a força de atrito estático máxima que o plano faz sobre o corpo é 80 N;
b)o peso do corpo é 100 N;
c)o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano é 0,32;
d)a intensidade da força de atrito cinético varia linearmente com a intensidade da força aplicada ao corpo.
R:C
8. Na figura abaixo, os blocos A e B têm massas mA =60 kg e mB = 20 Kg e, estando apenas encostados
entre si, repousam sobre o plano horizontal.
A partir de um dado instante, exerce-se em A uma força F horizontal, de intensidade 500N. Sabendo que
o coeficiente de atrito entre os blocos é 0,2, calcule:
a) o módulo da aceleração do conjunto;
b) a intensidade das forças que A e B trocam entre si na região de contato.
R: a) a = 4,25m/s2
b) FAB = 125N
9. (PUC MG) No sistema mecânico da figura, os corpos A e B têm massas mA = 8,0 kg e mB = 4,0 kg,
respectivamente. O fio que os une e a polia são ideais. O coeficiente de atrito entre o plano horizontal e o
corpo A é . A resistência do ar é desprezível e, no local, a aceleração da gravidade é g = 10m/s 2. Quando
o sistema é abandonado do repouso da posição indicada na figura, a aceleração por ele adquirida tem
módulo de 1,0 m/s2.
A
B
g
Calcule:
a)a intensidade da força que traciona o fio;
b)o valor de .
R: a)40N; b)0,50
10. (PUCPR-2009) De acordo com pesquisas, cerca de quatro milhões de pequenas propriedades rurais
empregam 80% da mão-de-obra do campo e produzem 60% dos alimentos consumidos pela população
brasileira. Pardal e Pintassilgo acabaram de colher uma caixa de maçãs e pretendem transportar essa caixa
do pomar até a sede da propriedade. Para isso, vão utilizar uma caminhonete com uma carroceria plana e
horizontal. Inicialmente a caminhonete está em repouso numa estrada também plana e horizontal.
Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a caixa e a carroceria é de 0,40, a aceleração máxima
com que a caminhonete pode entrar em movimento sem que a caixa escorregue, vale: (Considere g = 10
m/s2).
R: e
11. (UFG) Nas academias de ginástica, usa-se um aparelho chamado pressão com pernas (leg press), que
tem a função de fortalecer a musculatura das pernas. Este aparelho possui uma parte móvel que desliza
sobre um plano inclinado, fazendo um ângulo de 60º com a horizontal, Uma pessoa, usando o aparelho,
empurra a parte móvel de massa igual 100 kg e a faz mover ao longo do plano, com velocidade constante
como é mostrado na figura.
Considere o coeficiente de atrito dinâmico entre o plano inclinado e a parte móvel 0,10 e a aceleração da
gravitacional 10m/s². (Usar sen 60º = 0,86 e cos 60º = 0,50).
Determine a intensidade da força que pessoa está aplicando sobre a parte móvel do aparelho.
R: F = 910N
12. Um motorista empurra um carro sem combustível até um posto mais próximo. Na primeira metade do
trajeto, o motorista empurra o carro por trás (situação I) e na segunda metade do trajeto ele o empurra
pelo lado (situação II).
Nas figuras, está também representada a força F que o motorista faz sobre o carro, em cada caso.
Sabendo que a intensidade desta força é constante e a mesma nas duas situações, é CORRETO afirmar
que:
a)o trabalho realizado pelo motorista é maior na situação II.
b)o trabalho realizado pelo motorista é o mesmo nas duas situações.
c)a energia transferida para o carro pelo motorista é maior na situação I.
d)a energia transferida para o carro pelo motorista é menor na situação I.
e)o trabalho realizado pelo motorista na situação I é menor do que a energia por ele transferida para o
carro na situação II.
R:c
13. O bloco mostrado na figura tem massa de 10 kg e encontra-se em repouso sobre uma superfície
horizontal. A partir de certo instante passa a agir nele uma força constante de módulo F = 200 N
formando um ângulo de 60 graus com o deslocamento conforme a figura e uma força de atrito de módulo
50N, para um deslocamento de 10m, determine:
a)o trabalho da força resultante
b)a velocidade do corpo no final do deslocamento de 10m.
R: a) 500J
b)10m/s
14. (UFAM 09) Um corpo é arrastado sobre uma superfície horizontal por uma força constante de
intensidade igual a 20N, e forma com a horizontal um ângulo de 60 o. Durante a ação da força, o corpo se
deslocou 5,0 m e a sua energia cinética sofreu uma variação de 10 J. A intensidade da força média de
atrito que a superfície exerceu sobre o corpo é: (Dado: cos 60 o = 0,5)
a) 8 N
b) 10 N
c) 5 N
d) 4 N e) nenhuma das respostas
R: A
15. (OBF 08) Qual o trabalho realizado por uma pessoa de massa 60 kg para carregar seu
próprio peso por uma escada como a indicada abaixo?
R: 540J
16. Com o auxílio de um guindaste, uma plataforma de massa 5 kg é utilizada para erguer, desde o solo
Até a altura de 5 m, a atriz que será destaque de um dos carros alegóricos da escola de samba Unidos da
Lua Cheia, cuja fantasia tem massa de 25 kg. Se o trabalho que o peso do conjunto atriz + fantasia +
plataforma realiza durante esse deslocamento tiver módulo igual a 4 500 J, a massa da atriz ser em kg,
igual a (use g = 10 m/s2)
a) 90.
b) 75.
c) 60.
d) 55.
e) 40.
R: C
17. Um garoto de 40 kg de massa partiu do repouso no ponto A do tobogã da figura, atingindo o ponto B
com velocidade de 10 m/s. Admitindo g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar.
O módulo do trabalho das forças de atrito que agiram no corpo do garoto de A até B, vale em joules?
R: 2000J
18. Um bloco de 5 kg move-se em linha reta sobre uma superfície horizontal, sem atrito, sob a influência
de uma força que varia conforme a posição, como mostrado na figura. Se a velocidade da partícula,
ao passar pela origem, era 4,0 m/s, com que velocidade ela passará pelo ponto x = 8,0 m?
a)
28 m / s
b)
27 m / s
c)
26 m / s
d)
25 m / s
e)
24 m / s
R: A
19. O gráfico abaixo representa a variação de intensidade das duas únicas forças que agem num corpo que
se desloca sobre um eixo Ox. As forças referidas têm a mesma direção do eixo. Calcule:
a) o trabalho da força F1, enquanto o corpo é arrastado nos primeiros 15 m;
b) o trabalho da força F2, enquanto o corpo é arrastado nos primeiros 15 m;
c) o trabalho da força resultante, para arrastar o corpo nos primeiros 15 m.
d)a velocidade do corpo no final do deslocamento de 15m.
R: a)750J b) -150J C) 20m/s
20. (UFAC 10) João e André empurram caixas idênticas e de mesma massa, com velocidade constante,
do chão até a carroceria de um caminhão. As forças aplicadas pelos dois são paralelas às rampas.
Desconsidere possíveis atritos, analise as firmações abaixo e assinale a opção correta:
a) João faz a mesma força que André, para empurrar a caixa até o caminhão.
b) O trabalho realizado por João é maior que o trabalho realizado por André.
c) O trabalho realizado por João é menor que o trabalho realizado por André.
d) O trabalho realizado por João é igual ao trabalho realizado por André.
e) João faz uma força de maior intensidade que a e André, para empurrar a caixa até o caminhão.
R: d