Fís. Semana 8 Leonardo Gomes (Guilherme Brigagão)

Fís.
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Semana 8
Leonardo Gomes
(Guilherme Brigagão)
CRONOGRAMA
03/04
Principais forças da
dinâmica
18:00
05/04
10/04
Principais forças da
Exercícios de leis
dinâmica
de Newton
08:00
11:00
18:00
Decomposição
de forças e plano
inclinado
18:00
12/04
Decomposição
Exercícios de
de forças e plano
decomposição
inclinado
de forças e plano
inclinado
08:00
11:00
18:00
19/04
Força de atrito
Exercícios de força
de atrito
08:00
24/04
11:00
18:00
Forças em
trajetórias
curvilíneas
18:00
26/04
Forças em
Trabalho de uma
trajetórias
força
curvilíneas
08:00
11:00
18:00
05
Exercícios
de leis de Newton
abr
01. Resumo
02. Exercícios de Aula
03. Exercícios de Casa
04. Questão Contexto
RESUMO
1ª Lei de Newton – Princípio
da Inércia
Um corpo, livre de forças externas (ou com a resultante delas sendo igual a zero) estará realizando um
Onde g é a aceleração da gravidade local. Note que,
como a massa é sempre maior do que zero, P tem
sempre a mesma direção e sentido de g.
Normal
MRU ou estará em repouso.
Força de interação de um corpo e uma superfície. A
A inércia é uma propriedade da matéria que consis-
força normal será sempre perpendicular à superfície
te na resistência ao estado de movimento, seja ele o
e no sentido da superfície para o corpo.
repouso ou MRU. Quando um cavalo está em movi-
Não existe uma equação específica para calcular a
mento e dá uma pausa brusca, o cavaleiro é projeta-
força normal, deverá ser feito uma análise das forças
do para frente por inércia. Da mesma forma, ao ace-
aplicadas na direção da normal e, por um sistema li-
lerar um carro, a pessoa sente suas costas fazendo
near, determinar seu valor.
uma força contra o banco.
rial de massa m produz uma aceleração tal que:
ATENÇÃO: Normal não forma par ação e
reação com o Peso!!!
Os vetores força e aceleração têm sempre mesma
direção e sentido, pois a massa é sempre positiva.
A unidade padrão no SI para a Força é o Newton (N
= Kg.m/s²).
3ª Lei de Newton – Ação e
Reação
Quando um corpo A exerce uma força
po B, este exerce um A uma outra força
num cor. Essas
forças terão mesma intensidade, direção e sentidos
opostos.
Tração
Força que aparece sempre em cabos, fios e cordas
Peso
quando esticados. Cada pedaço da corda sofre uma
tração, que pode ser representada por um par de
forças iguais e contrárias que atuam no sentido do
Força de interação entre qualquer corpo de massa
alongamento da corda.
m com um campo gravitacional e pode ser calculado
com a equação:
→ Dinamômetro: disposto que pode ser acoplado
à corda para medir a intensidade da força de tração.
Fís.
A resultante das forças aplicadas a um ponto mate-
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2ª Lei de Newton – Princípio
Fundamental da Dinâmica
A força elástica é um vetor que tem mesma direção
e sentido oposto à força aplicada para deformar a
mola em questão, sendo assim chamada de força de
restituição. O módulo da força elástica pode ser calculado pela equação:
F=-kx
Onde K é o coeficiente de elasticidade (característica da mola) e x é a deformação sofrida pela mola.
Força elástica
Força que aparece durante a deformação de algum
corpo com características elásticas, ou seja, que
pode ser deformado durante a aplicação de uma
força e que tem a capacidade de voltar ao seu tamanho original assim que a força for cessada. Corda
de borracha, elásticos e molas são os exemplos mais
1.
A análise sequencial da tirinha e, especialmente, a do quadro final, nos leva imediatamente ao(à)
a) Princípio da Conservação da Energia Mecânica.
b) Propriedade geral da matéria, denominada inércia.
c) Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento.
d) Segunda Lei de Newton.
e) Princípio da Independência dos Movimentos.
2.
Duas pessoas puxam as cordas de um dinamômetro na mesma direção e em sentidos opostos, com forças de mesma intensidade F = 100 N.
Fís.
EXERCÍCIOS DE AULA
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comuns em questões.
Nessas condições, a leitura do dinamômetro, em newtons, é
a) 0.
b) 100.
c) 200.
Uma pessoa com uma bengala sobe na plataforma de uma balança. A balança
assinala 70 kg. Se a pessoa pressiona a bengala contra a plataforma da balança,
a leitura então
a) indicará um valor maior que 70 kg.
b) indicará um valor menor que 70 kg.
c) indicará os mesmos 70 kg.
d) dependerá da força exercida sobre a bengala.
e) dependerá do ponto em que a bengala é apoiada sobre a plataforma da balança.
4.
Um ônibus de peso igual a 10.000 N está em movimento com velocidade de 15
m/s. O motorista que dirige o ônibus avista na pista de rolamento um animal e
aciona o freio. O ônibus percorre 9 metros durante a frenagem até parar completamente.
O módulo da força de frenagem é igual a: (Dado: g=10 m/s²)
a) 15.000 N
b) 12.500 N
c) 11.250 N
d) 10.000 N
e) 9.000 N
Fís.
3.
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d) 400.
5.
Sobre uma mesa há uma bola de massa de 200 g parada. Após um determinado tempo, atua sobre a bola uma força de intensidade 5N cuja direção é vertical
para cima. Adotando g=10m/s2 e desprezando a resistência do ar, determine a
aceleração da bola.
a) 5 m/s2
b) 10 m/s2
c) 15 m/s2
d) 20 m/s2
e) 30 m/s2
6.
Vamos supor que você esteja em um supermercado, aguardando a pesagem de
uma quantidade de maçãs em uma balança de molas cuja unidade de medida é
o quilograma-força. A leitura da balança corresponde:
a) ao módulo da força normal, pois essa é a força de interação entre as maçãs
e a balança, cujo valor é supostamente igual ao do módulo do peso das maçãs.
b) tanto ao valor do módulo da força peso quanto ao do módulo da força normal,
pois ambas constituem um par ação-reação, segundo a terceira lei de Newton.
e a balança.
d) ao módulo da força resultante sobre as maçãs.
7.
Fís.
e) à quantidade de matéria de maçãs.
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c) ao módulo do peso das maçãs, pois essa é a força de interação entre as maçãs
A figura abaixo representa um vagão em repouso, no interior do qual se encontram um pêndulo simples e um recipiente fixo no piso, cheio de água. O pêndulo
simples é composto de uma bolinha de ferro presa ao teto do vagão por um fio
ideal e, dentro do recipiente, existe uma bolinha de isopor, totalmente imersa na
água e presa no seu fundo também por um fio ideal.
Assinale a alternativa que melhor representa a situação física no interior do vagão, se este começar a se mover com aceleração constante para a direita.
a)
b)
c)
8.
Entre dois blocos 1 e 2 de massas m1=12 kg e m2=8 kg existe uma mola ideal A.
Os dois blocos estão apoiados sobre um plano horizontal sem atrito. O bloco 1
é puxado por uma força F constante, horizontal e paralela ao plano por meio de
outra mola ideal B, idêntica à mola A.
Calcule a relação xA/xB entre as deformações das molas A e B, depois que o sistema entrou em movimento com aceleração constante a:
Fís.
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d)
EXERCÍCIOS PARA CASA
1.
Um astronauta com o traje completo tem uma massa de 120 kg. Ao ser levado
para a Lua, onde a aceleração Da gravidade é igual a 1,6m/s², a sua massa e seu
peso serão, respectivamente:
a) 75kg e 120N
b) 120kg e 192N
c) 192kg e 192N
d) 120kg e 120N
e) 75kg e 192N
2.
Um paraquedista desce com velocidade constante de 4 m/s. Sendo a massa do
conjunto 80 kg e a aceleração da gravidade 10 m/s², a força da resistência do ar
é:
a) 76 N
d) 480 N
e) 48 N
3.
Na figura, os blocos A e B, com massas iguais a 5 e 20 kg, respectivamente, são
ligados por meio de um cordão inextensível.
Desprezando-se as massas do cordão e da roldana e qualquer tipo de atrito, a
aceleração do bloco A, em m/s², é igual a
a) 1,0.
b) 2,0.
c) 3,0.
d) 4,0.
Fís.
c) 800 N
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b) 80 N
4.
A figura a seguir ilustra duas pessoas (representadas por círculos), uma em cada
margem de um rio, puxando um bote de massa 600 kg através de cordas ideais
paralelas ao solo. Neste instante, o ângulo que cada corda faz com a direção da
correnteza do rio vale θ= 37°, o módulo da força de tensão em cada corda é F =
80 N, e o bote possui aceleração de módulo 0,02 m/s2, no sentido contrário ao
da correnteza (o sentido da correnteza está indicado por setas tracejadas). Considerando sen(37°) = 0,6 e cos(37°) = 0,8, qual é o módulo da força que a correnteza exerce no bote?
a) 18 N
b) 24 N
e) 138 N
5.
O bloco da figura, de massa m = 4,0 kg, desloca-se sob a ação de uma força
horizontal constante de intensidade F. A mola ideal, ligada ao bloco, tem comprimento natural (isto é, sem deformação) L0 = 14,0 cm e constante elástica k =
160 N/m.
Desprezando-se as forças de atrito e sabendo-se que as velocidades escalares
do bloco em A e B são, respectivamente, iguais a 4,0 m/s e 6,0 m/s, qual é, em
centímetros, o comprimento da mola durante o movimento?
6.
O dispositivo representado no esquema ao lado é uma Máquina de Atwood. A
polia tem inércia de rotação desprezível e não se consideram os atritos.
Fís.
d) 116 N
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c) 62 N
O fio é inextensível e de massa desprezível, e, no local, a aceleração gravitacional tem módulo g. Tem-se, ainda, que as massas dos corpos A e B valem, respectivamente, M e m, com M > m. Supondo que em determinado instante a máquina
é destravada, determine:
a) o módulo da aceleração adquirida pelo bloco A e pelo bloco B;
b) a intensidade da força que traciona o fio durante o movimento dos blocos.
QUESTÃO CONTEXTO
O sistema da figura abaixo, constituído de duas massas iguais a 0,4 kg cada, ligadas por uma corda de massa desprezível e de uma mola de constante elástica
igual a 500 N/m e massa desprezível, é largado da situação onde a mola não está
distendida. De quanto se descola, em unidades de 10-4m, a massa ligada à mola,
quando a sua aceleração é um décimo da aceleração da gravidade? Despreze o
Fís.
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atrito e a massa da polia.
GABARITO
01.
03.
1.b
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Exercícios para aula
Questão contexto
2.b
3.c
4.b
5.c
6.a
7.b
8.2/5
02.
Exercícios para casa
1.b
2.c
5.16,5cm
6.
a) a = (M – m)g/(M + m)
b) T = 2Mmg/(M + m)
Fís.
4.d
35
3.b