Mecânica (Professor: Sidclei) EXERCÍCIOS (APLICAÇÕES DAS

Mecânica
(Professor: Sidclei)
EXERCÍCIOS (APLICAÇÕES DAS LEIS DE NEWTON)
1. (UESPI) Segundo a primeira lei de Newton, é correto afirmar que:
A) uma partícula com o módulo, a direção e o sentido de sua velocidade constante tem a força resultante,
agindo sobre ela, nula.
B) uma partícula com o módulo de sua velocidade constante tem a força resultante, agindo sobre ela,
nula.
C) uma partícula com o módulo e o sentido de sua velocidade constante tem a força resultante, agindo
sobre ela, nula.
D) uma partícula com a direção e o sentido de sua velocidade constante tem a força resultante, agindo
sobre ela, nula.
E) uma partícula com o módulo, a direção e o sentido de sua aceleração constante tem a força resultante,
agindo sobre ela, nula.
R: A
2. (UFJF) Uma menina está sentada dentro de um ônibus que se encontra em movimento retilíneo e
uniforme. O ônibus começa a fazer uma curva, mantendo o módulo de sua velocidade constante. Ela
começa a ter a sensação de estar sendo jogada "para fora" da curva. Com base nas Leis de Newton, uma
pessoa parada na calçada explica este fato da seguinte forma:
a)de acordo com a Primeira lei de Newton, todo corpo tende a permanecer em repouso ou em movimento
retilíneo uniforme a não ser que as forças que atuem sobre ele não se cancelem;
b)de acordo com a Segunda Lei de Newton, estando o ônibus acelerado, a força normal não consegue
cancelar a força peso, surgindo então a força centrífuga como resultante;
c)de acordo com a Terceira Lei de Newton as forças centrípeta e centrífuga formam um par ação-reação.
Isso mostra que deve existir uma terceira força na direção horizontal que é a causadora desta sensação;
d)este problema não pode ser resolvido pelas Leis de Newton, pois elas não se aplicam no referencial
inercial da pessoa na calçada.
R: A
3. (UEA) Com relação às Leis de Newton para a Mecânica, assinale a afirmativa correta.
(A) O peso de um corpo e a correspondente reação normal da superfície de apoio constituem um par de
forças ação−reação.
(B) Se um corpo está em movimento retilíneo uniforme, a resultante das forças que agem sobre ele é nula.
(C) Se a resultante das forças que agem sobre um corpo é nula, ele certamente está em repouso.
(D) Se um corpo está submetido a uma única força constante, sua velocidade é também constante.
(E) A força aplicada a um corpo, em determinado instante, tem o mesmo sentido do movimento do corpo.
4. (UEPG 09) – A respeito das leis de Newton, assinale o que for correto.
(01) A massa de um corpo é inversamente proporcional à sua inércia.
(02) Um corpo encontra-se em equilíbrio quando se movimenta com velocidade constante.
(04) A leitura fornecida por uma balança de mola não informa o valor do peso P de um corpo e sim o
valor da força de contato F que ele exerce sobre a mola.
(08) A força de reação, em alguns casos, pode ser maior que a força de ação.
V( 02, 04)
5. (UFPE 09) A mecânica clássica, também conhecida como mecânica newtoniana fundamenta-se em
princípios que podem ser sintetizados em um conjunto de três afirmações conhecidas como as leis de
Newton do movimento. Pode-se afirmar que:
( 0) se o motor de uma espaçonave que se move no espaço sideral suficientemente afastada de qualquer
influência gravitacional deixar de funcionar, a espaçonave diminui sua velocidade e fica em repouso.
( 1 ) as forças de ação e reação agem em corpos diferentes.
( 2) massa é a propriedade de um corpo que determina a sua resistência a uma mudança de movimento.
(3 ) se um corpo está se dirigindo para o norte, podemos concluir que podem existir várias forças sobre o
objeto, mas a maior deve estar direcionada para o norte.
(4) se a resultante das forças que atuam sobre um corpo é nula, pode-se concluir que este se encontra em
repouso ou em movimento retilíneo uniforme.
V(1, 2, 4)
6. (UEPA 09) No cotidiano, usamos as palavras peso e massa indistintamente. Na Física, estas palavras
designam conceitos distintos. Em termos físicos, o peso de um corpo é definido como o produto da massa
pela aceleração da gravidade. Para ilustrar esta definição, observe na tabela como se comporta o peso de
um homem de massa igual a 60 kg em diferentes locais.
De acordo com a tabela, a aceleração da gravidade em Marte, é:
a 1,7 m/s²
b 3,7 m/s²
c 8,5 m/s²
d 9,8 m/s²
e 25 m/s²
R: B
7. (CEFET- SP) Leia as afirmativas a seguir:
I - A força normal de apoio de uma superfície sobre um bloco é sempre vertical e igual ao peso;
II - Peso e normal formam um par de forças de ação e reação;
III - Forças de ação e reação podem se anular, pois, atuam num mesmo corpo, têm mesmo módulo e
direção e sentidos opostos;
IV - Um corpo pode ter velocidade e aceleração em sentidos opostos.
V - Um corpo sob ação de uma força resultante terá aceleração no mesmo sentido desta força.
Sobre as afirmativas, podemos dizer:
[A] São verdadeiras apenas as afirmativas I, II e III;
[B] São verdadeiras apenas as afirmativas IV e V;
[C] São verdadeiras apenas as afirmativas II e III;
[D] São verdadeiras apenas as afirmativas III, IV e V;
[E] São verdadeiras apenas as afirmativas II e IV.
R: B
8. (OBF) Usando um dinamômetro, um aluno está tentando suspender uma caixa de massa 6,0 kg que
está apoiada numa mesa. Quando o dinamômetro estiver marcando 15 N, o valor da força que a mesa
aplica no fundo da caixa, em N, é:
a) 0,0
b) 6,0
c) 15
d) 45
e) 60
R: D
9. (Mackenzie-SP) Sobre uma superfície plana, horizontal e sem atrito, encontra-se apoiado um corpo de
massa 2,0 kg, sujeito à ação das forças F1e F2. As intensidades de F1e F2são, respectivamente, 12N e 5N.
A aceleração com que esse corpo se movimenta é:
a) 1 m/s2.
R: D
b) 3 m/s2.
c) 5 m/s2.
d) 6,5 m/s2.
e) 7 m/s2.
10. (UFAL 09) Considere os três diagramas ilustrados abaixo (I, II e III), referentes às forças que atuam
sobre um corpo de massa m, nos quais os módulos das forças F1, F2 e F3 são idênticos. A relação entre os
módulos das acelerações resultantes neste corpo é:
(Dados: sen 30°=0,50 e cos 30°=0,67)
R: c
11. (UNESP ) Uma das modalidades esportivas em que nossos atletas têm sido premiados em
competições olímpicas é a de barco a vela. Considere uma situação em que um barco de 100 kg,
conduzido por um velejador com massa de 60 kg, partindo do repouso, se desloca sob a ação do vento
em movimento uniformemente acelerado, até atingir a velocidade de 18 km/h. A partir desse instante,
passa a navegar com velocidade constante. Se o barco navegou 25 m em movimento uniformemente
acelerado, qual é o valor da força aplicada sobre o barco? Despreze resistências ao movimento do barco.
R: 80N
12. (UFPE)
R: B
13. (FUVEST) - A figura representa dois corpos A e B, ligados entre si por um fio flexível que passa por
uma polia P. Despreze os atritos, a massa do fio e da polia. Sabe-se que a intensidade da força de tensão
do fio é 5,0 N e a massa do corpo A é de 2,0 kg. Adote g = 10 m/s2.
a) Qual o módulo da aceleração do sistema e a massa do corpo B?
b) Determinar o módulo, a direção e o sentido da resultante das forças exercidas pelo fio sobre a polia.
R: a) a= 2,5m/s2 b) T = 7,5 N
14. Na figura desprezam-se todos os atritos, a inércia da polia e a massa da mola.
O fio é ideal. Os corpos A e B estão em um plano horizontal e A se movimenta verticalmente. Dados:
mA = 15 kg, mB = 10 kg e mC = 5,0 kg, g = 10 m/s2 e k = 1,0 N/cm ( constante elástica da mola).
Determine:
a) o módulo da aceleração do sistema;
b) a intensidade da força que traciona o fio;
c) a deformação da mola.
R: a) a= 5 m/s2 b) T = 75 N C) X = 50cm
15. (MAPOFEI) - Dois pequenos móveis A e B de massas mA = 1,0 kg e mB = 3,0 kg, estão interligados
por um fio de massa desprezível, flexível e inextensível, que passa por uma polia ideal. No instante t = 0
o fio está estendido e os dois corpos possuem velocidade nula.
Durante o movimento, no instante t = 1,0 s, o fio que une os corpos é cortado. Adote g = 10 m/s 2.
a) Qual o módulo da aceleração de cada móvel, no instante t = 0,5 s?
b) Qual o módulo da velocidade de cada móvel, no instante t = 1,0 s?
c) Qual o módulo da aceleração de cada móvel, logo após o fio ter sido rompido?
d) A que distância do ponto O o móvel B atinge o plano inferior?
R: a) a= 2,5 m/s2 b) v = 2,5 m/s C) a = g =10m/s2 d) D = 2m
16. (OBF ) O diagrama mostra um arranjo com os corpos “A“, “B“ e “C“ de massas iguais a 5,0 kg, 4,0
kg e 1,0 kg respectivamente, mantido nessa situação porque o corpo “C” está sendo sustentado por um
operador. Considerando não haver nenhum atrito entre as superfícies e a massa da polia ser irrelevante, é
possível afirmar que, ao ser liberado, a aceleração do corpo “C“, em m/s2, valerá:
a) 1,0.
b) 2,0.
c) 3,0.
d) 4,0.
e) 5,0.
R:B
17. Os corpos A e B têm massas ma = 1 kg e mb = 3 kg. O corpo C, pendurado pelo fio, tem massa mc =
1 kg. O fio é inextensível e tem massa desprezível. Adote g = 10 m/s² e suponha que A e B deslizam sem
atrito sobre o plano horizontal. Calcule:
a) a aceleração do corpo C;
b) a intensidade da força que o corpo B exerce em A.
c) a tração no fio.
R: a) a = 2 m/s2 b) Fab = 6N C) T = 8N
18. Na situação indicada na figura, os fios têm massa desprezível e passam pelas polias sem atrito.
Adote g = 10 m/s². Determine:
a) a aceleração do conjunto;
b) a tração no fio que liga A e C;
c) a tração no fio que liga B e C.
R: a) a = 2,5 m/s2 b) Tac= 150N C) Tbc = 125N
19. Três blocos A, B e C, de massas 4 kg, 2 kg e 4 kg, respectivamente, são mantidos em repouso na
Despreze os atritos e considere g = 10 m/s2, cos 600 = 0,50 e sen 600 = 0,87.
Analise as afirmações que seguem.
(0) - A intensidade da força F é 100 N.
(1) - Retirando F, o conjunto se move com aceleração de 4 m/s2.
(2) - Sem a força F, a intensidade da força que traciona o fio vale 40 N.
(3) - O tempo que C gasta para atingir o solo, sem a força F, é 1 s.
V(1)
20. (OBF ) - No esquema, os corpos A, B e C têm massas que valem respectivamente 7,0kg, 2,0kg e
1,0kg e as roldanas e o cabo que une os corpos têm suas inércias e atritos irrelevantes. Sustentado pela
mão de um operador o sistema é mantido em equilíbrio.
a) Determine o valor da tração TS no cabo que interliga as roldanas quando o corpo A estiver sendo
sustentado pela mão do operador.
b) Determine o valor da tração T L no cabo que interliga as roldanas após o operador largar o corpo A.
R:a) 30N b) 42N
21. (UNIFESP) Suponha que um comerciante inescrupuloso aumente o valor assinalado pela sua balança,
empurrando sorrateiramente o prato para baixo com uma força F de módulo 5,0 N, na direção
e sentido indicados na figura.
Com essa prática, ele consegue fazer com que uma mercadoria de massa 1,5 kg seja medida por essa
balança como se tivesse massa de:
(A) 3,0 kg.
(B) 2,4 kg.
(C) 2,1 kg.
(D) 1,8 kg.
(E) 1,7 kg.
R: D
22. (UFPE 2005) Um bloco de 1,2 kg é empurrado sobre uma superfície horizontal, através da aplicação
de uma força F, de módulo 10 N conforme indicado na figura. Calcule o módulo da força normal exercida
pela superfície sobre o bloco, em newtons.
R: 17N
23. (UFPE 2004) Um sistema de polias, composto de duas polias móveis e uma fixa, são utilizados para
equilibrar os corpos A e B. As polias e os fios possuem massas desprezíveis e os fios são inextensíveis.
Sabendo-se que o peso do corpo A é igual a 340 N, determine o peso do corpo B, em newtons.
R: 85N
24. O esquema a seguir representa três corpos de massas mA = 2kg e mB = 4kg inicialmente em repouso
na posição indicada. Num instante, abandona-se o sistema. Os fios são inextensíveis e de massa
desprezível. Desprezando os atritos e considerando g=10m/s2.
Determine as acelerações dos blocos A e B.
R: a) aA = 6,66m/s2 e aB= 3,33m/s2
25.
R: E
26. (OBF) Para suspender um objeto de 4,0 kg de massa até o primeiro piso de uma construção e não
dispondo de uma corda, uma pessoa utilizou um cordão elástico com 2,0 m de extensão. Amarrando-o no
objeto e começando a puxá-lo para cima, notou que o mesmo se distendeu em torno de 40 cm antes que o
objeto começasse a ser suspenso. A constante de elasticidade desse cordão é de aproximadamente:
a) 1,0. 101 N/m
b) 1,0.102 N/m
c) 1,0.10–1 N/m
d) 1,0.10–2 N/m
e) 1,0.103 N/m
R: B
27. (OBF) - No sistema representado e em equilíbrio, a mola tem uma constante elástica igual a 1,0kN/m,
a bola tem um peso PB igual a 200N, o ângulo α vale 45o e o corpo suspenso tem peso PA igual a 49N.
Nessas condições, calcule:
a) a força de reação N que o plano de apoio exerce sobre a bola;
b) a deformação x provocada na mola para garantir o equilíbrio.
a) N = 151N b) X = 6,86 cm
28. (MACK) Um rapaz entra em um elevador que está parado no 5o andar de um edifício de 10 andares,
carregando uma caixa de 800 g, suspensa por um barbante que suporta, no máximo, a tração de 9,6 N,
como mostra a figura. Estando a caixa em repouso com relação ao elevador, o barbante arrebentará
somente se o elevador:
a) descer com aceleração maior que 2,5 m/s2
b) descer com aceleração maior que 1,2 m/s2
c) subir com aceleração maior que 2,0 m/s 2
d) subir com aceleração maior que 1,2 m/s 2
e) subir ou descer com aceleração maior que 2,5 m/s2
R: C
29. Admita que a jovem representada na figura tenha massa de 60 kg e que esteja sobre uma balança,
dentro da cabine de um elevador. Qual a indicação fornecida pela balança, quando a cabine desce com
aceleração constante de 2,0 m/s2? (Dados: Considere g = 10 m/s2 e que a balança esteja graduada em
Newton.)
(A) 960;
R: B
(B) 480;
(C) 800;
(D) 720;
(E) 640.
30. (UFB) Num elevador há uma balança graduada em newtons. Uma pessoa de massa 80kg que está
sobre a balança lê 960N quando o elevador sobe com certa aceleração e 640N quando o elevador
desce,com a mesma aceleração.
Determine:
a) a aceleração do elevador;
b) a aceleração do elevador quando a balança registrar 800N.
c) a aceleração do elevador quando a balança registrar zero.
a) a) a = 2m/s2 b) a = 0 (repouso ou mru) c) a = 10 m/s2
31. 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.
Adote g = 10m/s2, sen 37° = 0,60 e cos 37° = 0,80. Para o corpo B descer com aceleração de 2,0 m/s2, o
seu peso deve ser, em newtons,
a) 2,0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10
e) 20
R:D
32. Os corpos A e B, de massas mA e mB, encontram-se em equilíbrio, apoiados nos planos inclinados
lisos, como mostra a figura. O fio e a roldana são ideais. A relação m A/mB entre as massas dos corpos é:
a)
2
2
b) 2
c) 3
d) 3 2
e) 2 3
R:b
33 - (Unifor CE) Uma força F, de intensidade 30N puxa os corpos A e B sobre um plano inclinado de
atrito desprezível.
As massas dos corpos são mA = 2,0 kg e mB = 3,0 kg e a aceleração local de gravidade é 10 m/s 2.
Nessas condições, a tração no fio que une A a B vale, em newtons:
a) 2,0
b)12
c)15
d)20
e)25
R:b
34. (Mack) Um garoto sobre o seu skate desliza livremente numa superfície horizontal, com velocidade
escalar constante de 36 km/h e energia cinética de 2,5 kJ, conforme ilustra a figura I. Numa segunda
situação, esse mesmo garoto (com o seu skate) encontra-se parado sobre o plano inclinado ilustrado na
figura II, segurando-se a uma corda esticada, presa à parede. Desprezando-se o atrito e considerando-se a
corda e a polia como ideais, a força tensora na corda, na segunda situação, tem intensidade
a) 5 .102 N
R:d
b) 3.102 N
c ) 2,31 .101 N
d) 4.102 N
e) 2,31.102 N
35. (UFU2007) Um bloco de massa M = 8 kg encontra-se apoiado em um plano inclinado e conectado a
um bloco de massa m por meio de polias, conforme figura abaixo.
O sistema encontra-se em equilíbrio estático, sendo que o plano inclinado está fixo no solo. As polias são
ideais e os fios de massa desprezível. Considerando g = 10m/s2,  = 30o e que não há atrito entre o plano
inclinado e o bloco de massa M, marque a alternativa que apresenta o valor correto da massa m, em kg.
R: A
36. (OBF) Na figura os corpos possuem massas m1 = 100 kg e m2 = 10 kg. Considere desprezível o atrito
nos planos e nas polias. A corda AC é horizontal e a corda DB é paralela ao plano.
a) Calcule o peso P necessário para manter o sistema em equilíbrio
b) Determine a reação do plano sobre o corpo 1.
a) P = 585N b) FN = 350N
37. (UFMG) As figuras mostram uma pessoa erguendo um bloco até uma altura h em três situações
distintas.
Na situação I, o bloco é erguido verticalmente; na II, é arrastado sobre um plano inclinado; e, na III, é
elevado utilizando-se uma roldana fixa. Considere que o bloco se move com velocidade constante e que
são desprezíveis a massa da corda e qualquer tipo de atrito.Considerando-se as três situações descritas, a
força que a pessoa faz é:
a) igual ao peso do bloco em II e maior que o peso do bloco em I e III.
b) igual ao peso do bloco em I, II e III.
c) igual ao peso do bloco em I e menor que o peso do bloco em II e III.
d) igual ao peso do bloco em I e III e menor que o peso do bloco em II.
R: D
38. - (Mackenzie SP)
No sistema a seguir, o atrito é desprezível, o fio e a polia são ideais e a mola M, de massa
desprezível, tem constante elástica 200 N/m. Quando o corpo B é seguro, a fim de se manter o
conjunto em equilíbrio, a mola está deformada de ..... e, depois do corpo B ter sido abandonado, a
deformação da mola será de..... .
As medidas que preenchem correta e respectivamente as lacunas, na ordem de leitura, são:
a)2,5 cm e 3,0 cm. b)5,0 cm e 5,0 cm. c)5,0 cm e 6,0 cm. d)10,0 cm e 10,0 cm. e)10,0 cm e 12,0 cm.
R: E
40.
R: a)3m/s2 b) M.R.U. c) mov. retardado