Exercícios resolvidos em Sala - Aula 02

Lista de Exercícios - Aula 03
Força de Atrito e Força Centrípeta
1 - (Cap. 5 Ex 23 pág 157 Tipler 5 a ed) (Cap. 5 Ex 33 pág 158 Tipler 6 a ed)
Um bloco de 20 N repousa sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito estático
e dinâmico entre a superfície e o bloco são μ e = 0,8 e μd = 0,6. Um cabo horizontal é fixado ao
bloco e uma força constante de tração T é mantida no cabo. Qual é à força de atrito atuante
no bloco se: T = 15 N T = 20 N?
- R  F = 15 N F = 12 N
2 - (Cap. 5 Exemplo 5-3 pág 135 Tipler 5a ed – pág 130 6a ed)
Duas crianças, sentadas em um trenó em repouso sobre a neve,
pedem para você puxá-las. Para atender as crianças você se vê
obrigado a puxar a corda do trenó, que faz um ângulo de 40° com
a horizontal. As duas crianças têm uma massa combinada de 45
kg, e a massa do trenó é de 5 kg. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico são μ e = 0,2 e
μd = 0,15. Determine a força de atrito exercida pela neve sobre o trenó e a aceleração das
crianças e do trenó, a partir do repouso, se a tração na corda for de a) 100 N e (b) 140 N.
- R  a) Fat =76,6 N
b) Fat = 60,78 N
3 – Um policial rodoviário, ao examinar uma cena de engavetamento em um trecho retilíneo
de uma rodovia, verifica que o último carro envolvido deixou marca de pneus, resultante da
frenagem de 75 m de extensão. O motorista desse carro afirmou que, ao colidir, teria
velocidade praticamente nula. Com base na medida feita pelo policial, na afirmação do
motorista e sabendo-se que o coeficiente de atrito cinético entre os pneus e o asfalto da
rodovia é μ = 0,60, qual deve ser a velocidade que ele estava antes da frenagem?
R  v = 108 km/h
4 – Uma esteira rolante, inclinada de 18 o, é utilizada para transportar grandes caixas, de
massas iguais a 100 kg cada uma. Seu
deslocamento dá-se com velocidade
constante de 0,96 m/s, conforme mostra a
figura a seguir. Qual o menor coeficiente de
atrito estático entre as bases inferiores das caixas e a esteira, necessário para que elas não
deslizem?
R   = 0,309
5 – Um bloco de massa m = 1 kg é puxado para cima, ao longo de um plano inclinado, sob efeito
de uma força F paralela ao plano e de módulo constante e igual a 8 N (ver figura). O movimento
de subida é realizado com velocidade constante. Quando a força F deixa de ser aplicada, o bloco
desce o plano com aceleração constante
Calcule:
a) a força de atrito durante a subida (indique
claramente o módulo, a direção e o sentido);
b) a aceleração do bloco durante a descida (indique
claramente o módulo, a direção e o sentido).
R  a) 3,1 N b) 1,81 m/s2
6 - (Cap. 5 Ex 35 pag 158 Tipler 5 a ed)(Cap. 5 Ex 43 pág
159 Tipler 6a ed)Um bloco de massa m1 = 250 g está em
repouso sobre um plano que faz um ângulo
30° com a
horizontal. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o
plano é μd = 0,10. O bloco é unido a um segundo bloco de
massa m2 = 200 g, pendurado livremente através de um cabo
que passa por uma polia sem atrito e sem massa. Qual é a
velocidade do segundo bloco, após cair por uma distância de 30,0 cm?
- R  v = 0,835 m/s
7 - O Bloco B de massa 70 kg está apoiado num plano, em que o coeficiente de atrito estático
entre eles é 0,2. Determine o valor limite da massa para que o sistema permaneça em repouso.
42º
B
R  m = 12,6 kg
A
8 – (Ex 39 - pág 158- 5a ed) A um bloco de 4,5 kg é dada uma velocidade
inicial de 14 m/s,
de modo que ele sobe um plano com inclinação de 37° com horizontal. Quando seu deslocamento
é de 8,0 m, sua velocidade de subida diminui para 5,2 m/s. Determine:
a) o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano;
b) o deslocamento do bloco a partir do ponto de partida até o tempo em que ele
momentaneamente atinge o repouso;
c) a velocidade do bloco quando ele atinge novamente seu ponto de partida.
- R  a) μd = 0,599 b) Δs = 9,25m c) v = 4,8 m/s
MOVIMENTO AO LONGO DE UMA TRAJETÓRIA CURVA
Força Centrípeta
1 - Um avião de brinquedo é posto para girar num plano horizontal preso a um fio de comprimento
4,0 m. Sabe-se que o fio suporta uma força de tração horizontal máxima de valor 20N. Sabendo-se
que a massa do avião é 0,8 kg, qual a máxima velocidade que pode ter o avião, sem que ocorra o
rompimento? R – v = 10 m/s
2 - Um motociclista realiza um movimento circular, num plano vertical, no
interior de um globo da morte, de raio 4 m. A massa do homem mais a da moto
é de 180 kg. Determine a intensidade da força Normal que o globo aplica na
moto na posição A mais elevada. A velocidade escalar na moto nesta posição
é de 8 m/s.
R – FN = 1.114 N
3 - Em uma estrada, um automóvel de 800 kg com velocidade
constante de 72 km/h se aproxima de um fundo de vale, conforme a
figura ao lado. Sabendo-se que o raio de curvatura nesse fundo de
vale é 20 m, calcule a força Normal de reação da estrada sobre o
carro nesse ponto.
R – FN = 23.848 N
4 - O globo da morte apresenta um motociclista percorrendo uma
circunferência em alta velocidade. Nesse circo, o raio da circunferência é
igual a 4,0 m. O módulo da velocidade da moto no ponto B é 12 m/s e o
sistema moto-piloto tem massa igual a 160 kg. Determine a componente
radial da resultante das forças sobre o globo em B.
R – F = 4.975 N
5 - Você é membro de uma equipe de teste de pneus de automóveis. Você está testando um novo
modelo de pneus de corrida para verificar se, realmente, o
coeficiente de atrito estático entre os pneus e o pavimento de
concreto seco é 0,9, conforme alegado pelo fabricante. Um carro de
corrida foi capaz de percorrer com velocidade constante de
68 km/h um círculo de 45,7 m de raio, sem derrapar. Desprezando
o arraste do ar e o atrito de rolamento e supondo a pista como uma
superfície plana horizontal, qual é o menor valor do coeficiente de
atrito estático entre os pneus e a pista?
R -  = 0,8
6 - No esquema, temos um pêndulo simples de comprimento L = 1,0 m com uma esfera de massa
m = 0,5 kg, oscilando entre os pontos A e B. A velocidade
escalar da esfera
ao passar pelo ponto C indicado é
v = 4,0 m/s. Dado o angulo  = 37º, determine a intensidade
da força que traciona o fio, quando a esfera passa pelo
ponto C.
R – a) T = 11,92 N