Lista de Exercícios 4ª UL

LISTA DE EXERCICIOS PARA 4UL – TURMAS DE 2º ANO (2014)
PROF. KELLER
Energia e Sistemas Conservativos: exercícios 01 a 04
Movimento Circular: exercícios 05 a 07
Dinâmica Impulsiva: exercícios 08 a 12
Estática: exercícios 13 a 15
Hidrostática: exercícios 16 a 21
Termologia: exercícios 22 a 26
1 - Uma criança com 30 kg de massa, partindo do repouso de uma altura de 3,2 metros de altura, perde o
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equilíbrio e cai. Desprezando as perdas de energia e admitindo g = 10 m/s , calcule a velocidade da
criança ao chegar ao chão.
2 – Com que velocidade o bloco da figura a seguir, partindo do repouso e do ponto A, atingirá o ponto B,
supondo todas as superfícies sem atrito? (g = 10 m/s²)
3 – Um atleta pode atingir velocidade de 10 m/s em sua corrida para um salto com vara. Aplicando-se a
conservação de energia mecânica, ele atingirá que altura?
(Despreze a massa da vara e adote g = 10 m/s²)
4 - Um garoto abandona uma pedra de massa 200 g do alto de um prédio de 80 m de altura em relação
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ao solo. Considerando g = 10 m/s , determine a velocidade e a energia cinética da pedra ao atingir o
solo. (Despreze os efeitos do ar.)
5 – Um corpo de massa 5 kg está executando um movimento circular de raio 20 metros. Sabendo que a
velocidade deste corpo é de 36 m/s, calcule a resultante centrípeta.
6 – Um bloco de massa 2 kg e com velocidade 20 m/s faz uma curva de raio 10 metros. Calcule:
a) a aceleração centrípeta
b) a resultante centrípeta
7 - Um corpo está em movimento circular uniforme em uma trajetória de raio 10 cm com frequência 5 Hz.
Determine:
a) o período, em segundos
b) a velocidade angular, em rad/s
c) a velocidade escalar, em m/s
8 - Um jogador de bilhar dá uma tacada numa bola, imprimindo nela uma velocidade de 15m/s. A bola
atinge uma outra que estava parada e, após o choque, ambas movem-se juntas com a mesma
velocidade. Considerando que cada bola tenha a massa de 0,4Kg, com que velocidade vão se
movimentar após o choque?
a) 10 m/s
b) 0,8 m/s
c) 2,5 m/s
d) 5,0 m/s
e) 7,5 m/s
9 - Um trenó, com massa total de 250kg, desliza no gelo à velocidade de 10 m/s. Se o seu condutor atirar
para trás 50 kg de carga à velocidade de 10m/s, a nova velocidade do trenó será de:
a) 10m/s
b) 20m/s
c) 2m/s
d) 5,0m/s
e) 15m/s
10 - Uma bola de tênis, de 100 gramas de massa e velocidade v1=20m/s, é rebatida por um dos
jogadores, retornando com uma velocidade v2 de mesmo valor e direção de v1, porém de sentido
contrário. Supondo que a força média exercida pela raquete sobre a bola foi de 100N, qual o tempo de
contato entre ambas?
a) 4,0s
b) 0,02 s
c) 0,04 s
d) zero
e) 0,4 s
11 - Um vagão, movendo-se sobre uma linha férrea retilínea e horizontal, com a velocidade de 12 m/s em
módulo, atinge outro vagão, que estava em repouso sobre essa mesma linha. A massa do vagão que
estava em repouso é de 10.000 kg, e a do outro é de 20.000 kg. Após o choque, os dois vagões passam
a mover-se juntos, com velocidade V1 . Se o vagão em repouso tivesse massa de 20.000 kg e o outro
10.000 kg, mantendo-se as demais condições inalteradas, a velocidade final do conjunto seria V2 . As
velocidades V1 e V2 têm módulos, respectivamente:
a) 8 m/s, 6 m/s;
b) 6 m/s, 8 m/s;
c) 12 m/s, 8 m/s;
d) 8 m/s, 4 m/s.
12 – (Uerj 2004) Uma bola de futebol de massa igual a 300 g atinge uma trave da baliza com velocidade
de 5,0 m/s e volta na mesma direção com velocidade idêntica. O módulo do impulso aplicado pela trave
sobre a bola, em N.s, corresponde a:
a) 1,5
b) 2,5
c) 3,0
d) 5,0
13 – Dois atletas estão sentados em lados opostos de uma gangorra, como mostra a figura. Determine o
momento resultante em relação ao eixo de rotação? Determine ainda para que lado a gangorra cairá?
14 – Uma tábua uniforme de 3m de comprimento é usada como gangorra por duas crianças com massas
30 kg e 70 kg. Elas sentam sobre as extremidades da tábua de modo que o sistema fica em equilíbrio
quando apoiado em uma pedra distante de 1m da criança mais pesada. Qual o peso da tábua?
Dado: g = 10 m/s²
15 - Qual deve ser o valor da força F aplicada à barra homogênea de peso 20 N e comprimento 2,0
metros da figura, de modo a mantê-la na horizontal, quando apoiada no suporte A?
16 - Um bloco de ferro (d=7 g/cm³) tem as seguintes dimensões: 20cm x 30cm x 15cm. Determine:
a) A massa do bloco.
b) A maior pressão que este bloco poderá exercer sobre a mesa sobre a qual ele será colocado. Dado:
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aceleração da gravidade g=10m/s .
17 - Um corpo pesa 14N fora da água. Imerso totalmente em água o seu peso aparente é 8N. O empuxo
exercido pela água sobre o corpo é de:
a) 7,0N
b) 6N
c) 3N
d) 1N
e) 4N
18 - Um mecânico equilibra um automóvel, usando um elevador hidráulico. O automóvel pesa 8000 N e
2
está apoiado em um pistão cuja área é de 1000cm . Determine o valor da força que o mecânico está
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exercendo na chave, sabendo-se que a área do pistão no qual ele atua é de 25cm .
19 – Um tanque com 10 m de profundidade está cheia com água. Considere g = 10 m/s², densidade da
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água d = 1000 kg/m e pressão atmosférica de PATM = 1.10 Pa. Determine:
a) a pressão hidrostática a 6 m de profundidade;
b) a pressão absoluta no fundo da piscina;
20 - Dois líquidos não miscíveis são colocados em um tubo em U, como mostrado na figura abaixo.
Determine a altura H1, sabendo que d1 = 1 g/cm³, d2 = 1,8 g/cm³, H2 = 30cm e g = 10 m/s².
21 - Um grande reservatório aberto contém dois líquidos, A e B, cujas densidades são, respectivamente,
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2
dA=800 kg/m³ e dB=1200 kg/m³ (veja a figura). A pressão atmosférica local é de 1,0 x10 N/m . Sabendo
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que g = 10 m/s², calcule, em N/m , a pressão absoluta nos pontos (1), (2) e (3).
22 – Transforme as seguintes temperaturas:
a) 25ºC em ºF
b) 40ºC em K
c) 59ºF em K
d) -100ºC em ºF
23 – Uma placa de aço sofre uma dilatação de 8 cm², quando aquecida de 200°C. Sabendo que o
coeficiente de dilatação linear médio do aço, no intervalo considerado, é
que a área da placa, antes desse aquecimento era de?
2.10 −6 °C −1 , podemos afirmar
24 – Um paralelepípedo, a 30°C, tem dimensões 10cm x 20cm x 50cm e é constituído por um material
−6
−1
cujo coeficiente de dilatação linear vale 5.10 °C . Determine o acréscimo de volume, em cm³, sofrido
pelo paralelepípedo quando este é aquecido até 150°C.
25 - Colocaram-se 500g de cobre a 200°C num recipiente contendo 100g de água a 20°C. Qual será a
temperatura final, depois de estabelecido o equilíbrio térmico?
Dado: calor específico do cobre = 0,1 cal/g°C
26 - Um bloco de alumínio, de massa 300g e a temperatura de 120°C, é introduzido em um calorímetro de
cobre de massa 400g que contem 200g de água a 20°C. Supondo que não haja perda de calor para o
ambiente, calcule a temperatura final de equilíbrio, em °C.
Dados:
calor específico do alumínio = 0,20 cal/g°C
calor específico da água = 1 cal/g°C
calor específico do cobre = 0,1 cal/g°C
GABARITO
1 – 8 m/s
6 – a) 40 m/s²
2 – 10 m/s
3 – 5 metros
b) 80 N
4 – 40 m/s e 160 J
7 a) T = 0,2 s b) w = 10.π rad/s c) v = 1.π m/s
9–E
10 – C
11 – D
14 – 200 N
15 – 30 N
16 – m = 68,4 kg pMAX=2,28 N/cm²
18 – 200 N
19 – a) 6 . 10 Pa
21 – a)
1.10 5 Pa
23 – 10000 cm²
4
b)
5 – 25 N
5
b) 2 . 10 Pa
1,8.10 5 Pa
24 – 18 cm
12 – C
c)
3
2,76.10 5 Pa
25 – 80ºC
8–E
13 – 2 N.m (sentido anti-horário)
17 – B
20 – 54 cm
22 – a) 77ºF b) 313K c) 288K d) -148ºF
26 – 40ºC