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Lista de Exercícios- PRA
Física Geral Experimental II
I - Leis de Newton
1 - Imagine que você está flutuando no espaço, longe de sua nave espacial.
Felizmente, você dispõe de uma unidade de propulsão capaz de propiciar uma força

constante F durante 3 s. Após 3 s de acionamento da unidade, o seu deslocamento

foi de 2,25 m. Considerando que sua massa seja de 68 kg, determine F . (Cap. 4
Exemplo 4-2 – pág 96 Tipler)
2 - Uma partícula de massa m está se movendo com velocidade inicial V o = 25,0
m/s. Quando sobre ela atua uma forca resultante de 15,0 N, ela pára após percorrer
uma distância de 62,5·m. Qual é o é o valor de sua massa m? (Cap. 4 Ex 26 Tipler)
3 – Um projétil com massa de 1,8 . 10 -3 kg movendo-se a 500 m/s colide com um
grande bloco de madeira fixo e percorre 6 cm antes de parar. Admitindo que a
aceleração do projétil seja constante, determine a força exercida pela madeira sobre
ele. (Cap. 4 Ex 29 Tipler)
4 - Denomina-se treliça plana, o conjunto de elementos de construção (barras redondas,
chatas, cantoneiras), interligados entre si, sob forma geométrica triangular, através de
pinos, soldas, rebites, parafusos, que visam formar uma estrutura rígida, com a
finalidade de resistir a esforços normais apenas. A denominação treliça plana deve-se ao
fato de todos os elementos do conjunto pertencer a um único plano. A sua utilização na
prática pode ser observada em pontes, viadutos, coberturas, guindastes, torres, etc.
Todas as cargas são aplicadas aos nós, normalmente o peso próprio é desprezado
pois a carga suportada é bem maior que o peso do elemento. Para que o sistema esteja
em equilíbrio a resultante das forças em cada nó deve ser nula. Entretanto um
engenheiro ao projetar uma estrutura errou no calculo do valor do ângulo , gerando
uma força resultante no nó, comprometendo o equilíbrio da estrutura. Encontre o valor
do vetor força resultante do sistema, sua intensidade e sua direção.
FA = 8.000 N
35º
50º
FD = 5.000 N
FB = 14.000 N
FC = 12.000 N
5 - Uma luminária com massa m= 42,6 kg é pendurada
através de cabos, conforme mostrado na Figura ao lado. O
anel possui massa desprezível. Qual a tração T no cabo
vertical ? (Cap. 4 Ex 44 Tipler)
6 – Para os sistemas em equilíbrio mostrados na figura
abaixo, determine as forças atrativas e a massa
incógnita. (Cap. 4 Ex 52 (a) Tipler)
7 - (Cap. 4 Ex 69 pág 125 - Tipler 5a ed – Ex 67 pág121 6a ed) Uma caixa de
massa m2 = 3,5 kg repousa sobre uma estante horizontal sem atrito, e é fixada através
de cabos a duas caixas com massas m1 = 1,5 kg e m3= 2,5 kg, penduradas livremente,
conforme mostrado na Figura abaixo. Ambas as roldanas são consideradas sem atrito e
sem massa. O sistema, inicialmente, é mantido em repouso. Após ser liberado,
determine: a aceleração de cada uma das caixas e a força de tração em cada cabo.
a = 1,31 m/s2 T1 = 16,7 N e T2 = 21,3 N
8 - Sobre uma mesa horizontal sem atrito,
dois blocos são ligados, por uma corda de
massa desprezível, e puxados por uma força
de intensidade F = 60 N. A aceleração do
sistema tem módulo 3,0 m/s2 e a massa m2 é de 8,0 kg, qual a massa m1, em kg?
R - m1 =12 kg
9 - Os três corpos, A, B e C, representados na
figura a seguir têm massas iguais, m = 3,0kg. O
plano horizontal, onde se apoiam A e B, não
oferece atrito, a roldana tem massa desprezível e
a aceleração local da gravidade pode ser
considerada g = 9,81 m/s2. Qual a tração no fio
que une os blocos A e B ?
TAB = 9,8 N
10 - O esquema a seguir representa três
corpos de massas mA = 4kg, mB = 2kg e
mC = 6kg inicialmente em repouso na posição
indicada. Num instante, abandona-se o
sistema. Os fios são inextensíveis e de massa
desprezível. Desprezando os atritos, qual o
tempo que B leva para ir de P a Q ?
R – t = 2,25 s
11 - (Cap. 4 Ex 70 pág 125 - Tipler 5a ed – Ex 68 pág 121 6ª ed) Dois blocos estão
em contato sobre uma superfície horizontal sem
atrito. Os blocos são acelerados através de uma

força horizontal F aplicada a um deles. Determine
a aceleração e a força de contato para F = 3,2
N, m1 = 2 kg e m2 = 6 kg.
R - a = 0,4 m/s2 e F = 2,4 N
12 - O sistema mostrado na Figura abaixa está em
equilíbrio.Nessa situação, a massa m vale? (Cap. 4 Ex
57 Tipler)
13 - Na figura abaixo as massas dos corpos A, B, e C são
respectivamente 2 kg, 3 kg e 5 kg. Calcule:
a) a aceleração do sistema;
b) a tração no fio que liga B e C;
c) a tração no fio que
R – a = 1,96 m/s2 T =15 N T = 24 N
14 - Um fio, que tem suas extremidades presas aos corpos A e B, passa por uma
roldana sem atrito e de massa desprezível. O corpo A, de massa 1,0 kg, está apoiado
num plano inclinado de 37° com a horizontal,
suposto sem atrito. Para o corpo B descer com
aceleração de 2,0 m/s2, qual o valor de seu peso?
P = 9,91 N
II - Força de Atrito
1 - Um bloco de madeira, puxado por uma corda horizontal, desliza sobre uma
superfície horizontal com uma velocidade constante. A força trativa na corda é de
20 N e o coeficiente de atrito dinâmico entre as superfícies é de 0,3. Qual o valor da
força de atrito? (Cap. 5 Ex 22 pag 157 Tipler)
2 - 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 trativa constante T é mantida no
cabo. Qual é à força de atrito atuante no bloco se: (Cap. 5 Ex 23 pag 157 Tipler)
T = 15 N T = 20 N?
3 - 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 exerci da 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. (Cap. 5
Exemplo 5-3 pag 135 Tipler)
4 - Um operário empurra com uma força horizontal de 500 N um caixote de 100 kg
inicialmente em repouso sobre um tapete grosso e felpudo. Os coeficientes de atrito
estático e dinâmico são 0,6 e 0,4, respectivamente. Determine a força de atrito
exercida pelo tapete sobre o caixote. (Cap. 5 Ex 25 pag 157 Tipler)
5 - Um carro está se movendo a 30 m/s em uma pista horizontal. Os coeficientes de
atrito entre a pista e os pneus são μe = 0,5 e μd = 0,3. Qual será a distância de percurso
do carro antes de parar se: (Exemplo 5-7 pág 142 Tipler)
a) o carro é freado com um sistema de freio ABS (antiblocantes), de modo que a
freanagem crítica é mantida.
b) O carro é freado sem um sistema ABS, de modo que as rodas podem travar?
6 - Um bloco de massa m 1 = 250 g está em
repouso sobre um plano que faz um ângulo θ =
30° com a horizontal. O coeficiente de atrito
dinâmico entre o bloco e o plano é μ d = 0,100.
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 velocidade do o segundo
bloco após cair por uma distância de 30,0
cm?(Cap. 5 Ex 35 pag 158 Tipler)
7 - 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 a horizontal. Quando seu deslocamento é
de 8,0 m, sua velocidade de subida diminui para 5,2 m/ s. Determine (Cap. 5 Ex
33 pag 158 Tipler)
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 = 9,25 c) v = 4,73 m/s
III - Trabalho e Potência
1 - Em uma construção, uma carga de 3.000 kg é erguida por meio de um
guindaste (Grua) que exerce uma força de 31 kN, força suficiente para vencer a
força gravitacional e fazer com que a carga comece a subir. Se esta força atua ao
longo de uma distância de 8 m, determine:
a) o trabalho realizado pelo guindaste;
b) o trabalho realizado pela força gravitacional;
c) a velocidade de subida da carga após os 8 m.
R. 248 kJ; 235,22 kJ ; v = 2,89 m/s
2 – Um homem puxa uma caixa de massa 80 kg
que está sobre uma superfície lisa, sem atrito, com
uma força de 180 N a um ângulo de 20° em
relação à horizontal. Determine:
a) o trabalho realizado pelo homem;
b) a velocidade final da caixa após se mover de
uma distância ∆x = 5 m, admitindo-se que
ele parte do repouso.
3 - Pedro e Paulo são operários de diferentes firmas de construção civil. Quando devem
erguer um bloco de 50 kg de massa até uma altura de 5m, Pedro o faz com auxílio de
uma roldana, enquanto Paulo o faz com
auxílio de uma roldana e de uma rampa,
conforme é mostrado na figura abaixo.
Analisando
ambas
as
situações,
desprezando o atrito e supondo que os
blocos se movimentam com velocidades
constantes, compare as forças que cada
um exerce e calcule os seus trabalhos.
4 - (Tipler, ex. 47, pág 196) Uma caixa de 5 kg é elevada a uma velocidade
constante de 2 m/s através de uma força vertical igual ao seu peso.
a) Qual a potência de entrada da força?
b) Qual o trabalho realizado pela força em 4 s?
R. 98,1 W; 392,4 J
5 - Potência é a medida de quão rápido um trabalho é executado. Imagine um
prédio de 20 andares, com duas caixas d’água de 15 mil litros cada. Logo a bomba
d’água deverá abastecer as caixas d’água com certa rapidez. A potência pode ser
comparada com a velocidade em que a água chegará às caixas (Quanto maior a
potência menor tempo necessário para encher as caixas d’água).
No edifício onde mora uma família, deseja-se instalar uma bomba hidráulica capaz de
elevar 500 litros de água até uma caixa d’água vazia, situada a 20 m de altura acima
desta bomba, em 1 minuto e 40 segundos. O rendimento de um sistema hidráulico é
definido pela razão entre o trabalho fornecido a ele e o trabalho por ele realizado.
Espera-se que o rendimento mínimo desse sistema seja de 70%. Calcule a potência
mínima, que deveria ter o motor dessa bomba.
6 - Em um poço de profundidade 20 m, uma bomba d’água de potência de 5 HP
retira 500 mil litros de água em 8 horas de operação. Dados: densidade da água
d = 1kg/l; 1HP = ¾ kW. Determine o rendimento do motor.
7 - (Cap. 11 Ex 6 Física 1 Resnick e Halliday) Um bloco de granito de
1.380 kg é arrastado, com velocidade constante de
1,34 m/s, sobre um plano inclinado por um guincho.
O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano
inclinado é 0,41. Qual é a potência que precisa ser
fornecida pelo guincho?
R. 16.605,85 W
8 - Na construção de um prédio, os operários utilizam um pequeno motor, associado a
uma roldana e corda, para transportar objetos pesados para as partes mais altas.
Suponha que em dada situação seja necessário elevar a uma altura de 27,5 m um
recipiente contendo reboco cuja massa total seja igual a 38 kg. Despreze a massa da
corda e considere que 1 HP é igual a 746 W. Calcule o tempo, em segundos, para
levantar esse recipiente a uma velocidade constante se o motor tiver 5 HP.
R – t =2,8s
IV - Conservação de Energia
1 - Uma esfera é solta num “looping” na posição 1, sendo sua massa igual 4 kg e o
raio R = 2 m. Determine:
a) a energia mecânica em 1;
b) a velocidade em 2;
c) a velocidade em 4.
1
4R
3
4
2
R – a) 313,92 J b) v 12,53 m/s c) v = 10,85 m/s
R
2 - Uma criança de 30 kg desliza em um escorregador. Supondo desprezáveis os
efeitos do atrito:
a) Calcule o valor da velocidade com que a criança chega ao fundo do
escorregador.
b) Se o escorregador tivesse uma inclinação menor, a criança alcançaria o fundo
com uma velocidade maior, menor ou igual à determinada no item anterior.
Justifique.
R: a) 9,9 m/s
3 - Um esquiador de massa m = 65kg, parte do repouso no
ponto A e desliza sem atrito pela encosta de secção circular
de raio R = 8 m. Com a aceleração gravitacional de g=
9,81 m/s2, determine o valor da velocidade dele ao passar
pelo ponto B da encosta.
R – v = 12,53 m/s
4 - (Cap. 7 Ex 20 Tipler pág 230 5a ed -Ex 39 pág 232 6a ed) O objeto com
massa de 3 kg mostrado na Figura 7-18 é abandonado do repouso a uma altura de 5 m
em uma rampa curva sem atrito. No pé da
rampa está uma mola com constante elástica
de k = 400 N/m. O objeto escorrega para
baixo, na rampa, indo até a mola e
comprimindo-a de uma distância x antes de
alcançar o repouso momentâneo. Calcule o
valor da deformação da mola ( x ).
R – x = 0,86 m
5 - (Exemplo 7-3 pág 206 Tipler 5a ed – Exemplo 7-6 pág 208 6a ed) - Um
bloco de 2 kg em uma superfície horizontal sem
atrito é empurrado contra uma mola que tem uma
constante elástica de 500 N/m, comprimindo a mola
por 20 cm. O bloco é então abandonado, e a mola o
projeta ao longo da superfície e, em seguida, por
uma rampa inclinada de 45° sem atrito. Qual é a
distância para cima na rampa que o bloco percorrerá
antes de momentaneamente atingir o repouso?
R - S = 0,72 m