lista de exercícios. assunto: leis de newton e suas aplicações

ASSESSORIA E ORIENTAÇÃO ESTUDANTIL
Física
LISTA DE EXERCÍCIOS.
ASSUNTO: LEIS DE NEWTON E SUAS APLICAÇÕES
1. Quando usamos o cinto de segurança no carro em movimento ele fica “livre” (podemos
puxá-lo lentamente) Quando o carro freia ou “arranca”, rapidamente um mecanismo faz
com que o cinto se prenda para manter a segurança do passageiro. Faça uma
pesquisa e procure responder como funciona o mecanismo que prende o cinto em caso
de variações bruscas de velocidade.
2. Suponha que um sujeito apareça com a seguinte idéia: “Vamos construir um balão para
viajar sem precisar de motores ou sistema de orientação. Como a terra gira, diz o
inventor, podemos aproveitar este movimento para viajar de graça. Apenas fazemos o
balão ficar suspenso a uma determinada altura e esperamos que a terra passe por nós,
quando chegarmos ao nosso destino simplesmente baixamos o balão. Que argumento
que você usaria para dizer ao seu amigo inventor que esta idéia não funciona?”.
3. Quando jogamos uma bola fazendo-a rolar sobre o piso ela se desloca uma certa
distância e pára. Mesmo em superfícies muito lisas ela para após percorrer uma
grande distância. Como podemos explicar que os planetas girem em torno do sol por
bilhões de anos sem parar e mesmo sem diminuir suas velocidades?
4.
Por que quando pulamos de um ônibus em movimento temos que continuar correndo
ao lado do mesmo até podermos parar em segurança?
5. Um pequeno corpo de massa m é suspenso por um fio no teto de um carro. Quando o
carro está se movendo em uma estrada horizontal, com aceleração a, o fio toma uma
direção inclinada de um  com a vertical (ver figura).
 Mostre
em
um
desenho as forças que
atuam
no
corpo
suspenso.
 Qual a força que
provoca a aceleração
do corpo suspenso?
 Mostre
que
a
aceleração do carro é
dada por a = g.tg
6. Um carro de massa m está descrevendo uma
curva de raio R e centro C, com velocidade V. Para
fazer com que o carro tenha maior segurança ao
descrever esta curva os engenheiros constroem a
pista de modo que a parte externa dela seja mais
elevada. Sendo  o ângulo de elevação dado à
pista, vamos determinar o valor deste
ângulo para que o carro consiga fazer a
curva mesmo na ausência total de atrito (ou
seja, uma pista absolutamente lisa).
7. A figura deste problema mostra uma pessoa de peso P, no interior de um
elevador que sobe com uma aceleração a dirigida para cima. F1 é a força com que
a pessoa comprime o assoalho do elevador e F2 é a força do assoalho sobre a
pessoa. Entre as afirmações abaixo selecione as que estão corretas.
a) O valor da resultante das forças que atuam sobre a pessoa é F1=F2-P
b) F2 >P porque a pessoa possui uma aceleração para cima.
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c) F1 > F2 porque constituem um par ação e reação.
d) F1 =P, isto é, a compressão da pessoa sobre o assoalho é igual ao seu peso.
e) F2 = P porque constituem um par ação e reação.
2
8. Um corpo desliza com aceleração de 3,2 n/s em um plano inclinado de inclinação 30º.
Encontre o coeficiente de atrito entre o plano e o corpo.
1. Um homem de massa 75 Kg sobre uma linha de trem pula sobre o carro limpa -trilho que se
move com velocidade de 3m/s. Qual a nova velocidade do carro cuja massa é 300 Kg ?
2
2. Um corpo desliza com aceleração de 3,2 m/s sobre um plano inclinado de inclinação 30º .
Qual o valor do coeficiente de atrito entre o plano e o corpo que desliza?
3. Dois corpos de mesma massa estão apoiados sobre uma superfície horizontal sem atrito,
como mostra a figura. O fio que liga os dois corpos só pode suportar uma tração de 500 N.
Encontre o valor máximo da força F com a qual os blocos podem ser puxados.
T
F
4. Uma pessoa de massa 75Kg está dentro de um elevador e sobre uma balança de molas.
Que peso indicará a balança se:
a) o elevador estiver subindo com velocidade constante?
2
b) o elevador estiver subindo com aceleração de 3 m/s ?
2
c) o elevador estiver descendo com aceleração 5m/s ?
d) o elevador estiver descendo com aceleração igual a"g "?
2
( use g = 9,8 m/s )
1. Uma granada voando com velocidade de 15 m/s explode em dois fragmentos de massas
m1 = 6Kg e m2 = 14 Kg. O fragmento maior tem velocidade de 24 m/s na mesma direção da
granada antes da explosão . Encontre o módulo e a direção da velocidade do pedaço menor.
2. Um corpo desliza sobre um plano inclinado que forma um ângulo de 30 º com a horizontal.
Encontre sua aceleração se o coeficiente de atrito entre o corpo e o plano é 0,3.
3. Com um peso PB = 200N um corpo B está apoiado sobre uma superfície horizontal e ligado a
um corpo A, de peso PA por meio de uma corda que passa por uma pequena roldana. (veja a
figura).
B
A
a) verifica-se que, se PA = 20 N o sistema dos dois corpos permanecem em repouso. Qual é o
módulo da força de atrito estático que atua em B?
b) Aumentando-se gradativamente o peso do corpo A, verifica-se que quando PA = 50 N, o
corpo está prestes a entrar em movimento. Qual o valor do coeficiente de atrito estático entre B
e a superfície?
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4. Uma pessoa de massa 75Kg está dentro de um elevador e sobre uma balança de molas.
Que peso indicará a balança se:
a) o elevador estiver subindo com velocidade constante?
2
b) o elevador estiver subindo com aceleração de 3 m/s ?
2
c) o elevador estiver descendo com aceleração 5m/s ?
d) o elevador estiver descendo com aceleração igual a" g "?
2
( use g = 9,8 m/s ).
1. Um astronauta na terra tem massa 95 Kg. Ele embarca numa nave e desembarca na lua
2
onde a aceleração da gravidade é igual a 1,6 m/s .
a) a massa do astronauta na lua é : _______________
b) o peso do astronauta na lua é: ________________
2. Por que somos lançados para frente quando o ônibus freia e somos lançados para trás
quando ele "arranca" para frente. (explique de forma clara e completa).
2
3.Considere um bloco, cuja massa é de 2Kg, que possua uma aceleração de 4,5 m/s .
fat
2Kg
F
a) Calcule a resultante das forças que atuam no bloco
b) Sabendo-se que este bloco está sendo puxado por uma força de 25N sobre uma superfície
horizontal (ver figura) calcule o valor da força de atrito cinético que atua no bloco.
4. Uma caminhonete de 2000 Kg tenta resgatar um operário a partir de um precipício, usando
um cabo inextensível que liga o veículo ao trabalhador, de massa 80 Kg. Despreze o atrito na
2
polia. Se o homem sobe com aceleração de 1m/s responda:
a) Qual a força que movimenta a caminhonete?
b) O cabo suporta no máximo uma tração de 2000 N. Será possível o resgate com essa
aceleração sem que
ele arrebente ?