avaliação oficial

LISTA 1 DE EXERCÍCIOS
CURSO: ENGENHARIAS
DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL - MECÂNICA
Professora: Paula Beghelli  [email protected]
Instruções:
Resolver esta lista INDIVIDUAL ou em GRUPO (Max de 5 pessoas);
Entregar o trabalho com as resoluções MANUSCRITAS no dia da primeira prova (B1);
Não serão aceitos trabalhos digitados, digitalizados, ou cópias (xerox).
Valor: 1,5 pontos.
1)
Ana sobe em uma balança, cujo leitor indica 67 kg. Qual a grandeza física está sendo medida
nesse exemplo e qual a unidade de medida, respectivamente?
2)
O recordista mundial em uma das provas de atletismo – Usain Bolt – percorreu 200 m em
19,19 segundos. Qual é, aproximadamente, sua velocidade em km/h?
3)
Em determinado momento uma loteria sorteou um prêmio de R$200000000,00. Como
poderíamos representar esse número em notação científica?
4)
Calcule os módulos das componentes horizontal e vertical de um vetor deslocamento A que
possui módulo 400m e está inclinado de 60º em relação ao sentido positivo do eixo x.
5)
Considere dois vetores perpendiculares entre si. Um apontando para o sul com módulo de 9km
e outro apontando para oeste com módulo de 12km. O módulo e a orientação do vetor
resultante são:
6)
A componente horizontal de um vetor B é B x  25,0ıˆ e a componente vertical é B y  40, 0 ˆ .
O módulo do vetor B e a sua orientação com o versor ˆ (sentido positivo do eixo y) são:
7)
Considere duas forças, uma de 100N e outra de 200N, que fazem um ângulo de 60º entre si e
estão no mesmo ponto de origem, como mostra a figura. Calcule o módulo, a direção e o
sentido da força resultante.
8)
É possível somarmos vetores a partir das componentes. Por exemplo, seja a  2ıˆ  3 ˆ e
b   3ıˆ  5 ˆ a soma desses dois vetores pode ser representada por a  b  1ıˆ  2 ˆ . Considere o
vetor c  1ıˆ  6 ˆ , o vetor soma a  b  c será?
9)
Considere o vetor C  6,0ıˆ  8,0 ˆ . Calcule o módulo desse vetor e sua orientação com o eixo x
positivo.
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10) Dois vetores a e b , têm o mesmo módulo, 50m, e estão em um plano cartesiano xy. Os
ângulos dos vetores em relação ao sentido positivo do eixo x são 30º e 120º, respectivamente.
Calcule o módulo do vetor soma desses dois vetores.
11) Uma partícula desloca-se em uma trajetória retilínea de acordo com a equação:
s  1,0  t 2  5,0  t  6,0 (no SI). Calcule a posição da partícula para t=3,0s.
12) Um carro desloca-se em uma trajetória retilínea descrita pela função s  40  5,0  t (no SI).
Determine: (a) a posição inicial; (b) a velocidade; (c) a posição no instante 4s; (d) o espaço
percorrido após 8s; (e) o instante em que o carro passa pela posição 80m; (f) o instante em que
o carro passa pela posição 20m. (g) faça o gráfico de s (espaço) versus t (tempo) (e) faça o
gráfico de v (velocidade) versus t (tempo)
13) Um objeto se move com uma aceleração média constante de 2,0 m s 2 . O que isso significa.
14) Um atleta corre em uma competição e sua velocidade no início da prova é descrita por v  1,5  t
(no SI). Calcule a aceleração média do atleta entre os instantes t=1,0s e t=2,0s.
15) Um carro viaja com uma velocidade média de 72 km h . Ao ver um buraco, o motorista aciona
os freios durante 5s e reduz a velocidade para 54 km h . Suponha a aceleração média constante
durante a freada. Calcule a aceleração média durante a freada.
16) Quando a posição de um objeto não varia no tempo, dizemos que este objeto está em repouso.
No repouso, o que podemos afirmar sobre a velocidade e aceleração do objeto?
17) Uma
partícula
de
move de acordo com a equação dos espaços dada por
e da velocidade instantânea dada por v  6,0  t 2  8,0  t  8,0 ambas
no SI. Calcule o espaço (posição) inicial e a velocidade instantânea inicial da partícula.
s  2,0  t 3  4,0  t 2  8,0  t  1,0
18) O gráfico a seguir representa a velocidade em função do tempo do movimento de um objeto.
Sabendo que a posição inicial do objeto é 40m, Calcule a aceleração do objeto e a função
horária da velocidade.
19) Uma partícula, em processo de frenagem, passa por um ponto A com velocidade de 10m/s
com aceleração igual a -1,0 m/s² e para no ponto B. Qual a distância entre os pontos A e B?
20) O gráfico a seguir mostra as posições (em km) em função do tempo (em horas) de dois ônibus.
Um ônibus parte de uma cidade A em direção a uma cidade B, e o outro da cidade B para a
cidade A. As distâncias são medidas a partir da cidade A. A que distância os ônibus vão se
encontrar?
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21) Um astronauta está em um local onde existe uma certa aceleração da gravidade e os efeitos
do ar são desprezíveis. Se ele abandonar, em queda livre, simultaneamente uma bola de
madeira e uma bola de chumbo o que vai acontecer?
22) Um corpo cai em queda livre, a partir do repouso, em um local onde a aceleração da gravidade
é g, percorre uma distância d quando t  1,0s . Desprezando os efeitos do ar, calcule a distância
total percorrida por esse objeto quando t  4,0s .
23) Em um jogo de futebol, o jogador cobra uma falta, fazendo com que a bola atinja uma altura
máxima de 3m. Sabendo que a bola foi lançada obliquamente formando um ângulo de 30º em
relação ao solo, desprezando os efeitos do ar e adotando g  9,8 m s ² , calcule o módulo da
velocidade inicial da bola.
24) O lançamento de fogos de artifícios é exemplo de movimento balístico. Considere alguns fogos
lançados com uma velocidade inicial de 30m/s, formando um ângulo de 60º com o solo, em um
local onde o efeito do ar é desprezível e onde a aceleração da gravidade vale g  9,8 m s ² .
Calcule o tempo de subida desses fogos.
25) Os treinamentos dos atletas competidores da modalidade esportiva lançamento de discos (ou
arremesso de peso) tem por objetivo fazer o atleta lançar o disco de modo que ele atinja o
maior deslocamento horizontal (d) possível. Além da velocidade inicial do disco, é muito
importante que o atleta lance o disco em um ângulo ideal, que permitirá o deslocamento
horizontal (d) máximo. Sabendo que d 
v02
g
 sen 2 , qual é o ângulo ideal de lançamento?
26) Uma caixa de massa igual a 30kg sofre a ação de uma força resultante de 300N. A caixa se
move com uma aceleração de módulo igual a?
27) Considere uma bola, de massa igual a 500g , sujeita a ação de duas forças, perpendiculares
entre si, de módulo igual a 2,0N cada. Calcule os módulos da força resultante e da aceleração
da bola.
28) Um pássaro parte do repouso e atinge a velocidade de 5,0 m s após percorrer uma distância
de 2,5m . Sabendo que o módulo da força resultante no pássaro é de 5,0N ,calcule a
aceleração e a massa do pássaro.
29) Uma força de 2,0N é aplicada em um bloco de massa de 2,0kg , que estava inicialmente em
repouso. Ao final de 3,0s calcule a aceleração e a velocidade do bloco.
30) Durante o lançamento, uma espaçonave se movimenta verticalmente para cima através da
força de propulsão dos jatos. Considere uma a espaçonave, de massa igual a 2,0  106 kg , que
atinge a velocidade de 5000 km h em 2 minutos a partir do repouso. Calcule a força resultante
na espaçonave e a distância percorrida durante os 2 minutos.
31) Um carrinho, de 20kg de massa, é unido a um bloco de 5kg, por meio de um fio leve e
inextensível, conforme a figura abaixo. Inicialmente o sistema está em repouso devido à
presença do anteparo, que bloqueia o carrinho. Sendo g  9,8 m s 2 , determine:
a) Qual o valor da força que o anteparo exerce sobre o carrinho?
b) Retirado o anteparo, com que aceleração o carrinho se movimenta?
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32) Desprezando o atrito, os blocos A e B, de massa de 3,0kg e 2,0kg, respectivamente, são
submetidos a ação simultânea de duas forças como mostra a figura. A força trocada entre os
blocos A e B possui módulo igual a:
33) Considere dois blocos interligados por uma corda ideal. Os blocos estão sofrendo a ação de
forças como mostra a figura. A aceleração do sistema é:
34) Considere uma pessoa de massa de 80kg. A força gravitacional que essa pessoa exerce sobre
a Terra é de:
35) Um bloco de 3,0kg é abandonado do repouso sobre um plano inclinado de 37º com a
horizontal. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano é de 0,5. O bloco se movimenta
apenas se deslizando pelo plano inclinado. A aceleração adquirida pelo bloco é de:
36) No sistema representado abaixo os blocos estão ligados em um dinamômetro. O dinamômetro
é um instrumento que mede a força total aplicada sobre ele, somando os módulos de cada uma
das forças aplicadas em suas extremidades. Os cabos, as polias e o dinamômetro são ideais.
O sistema está em equilíbrio. Despreze o atrito. O bloco A possui massa de 50kg. Calcule a
massa do bloco B.
37) Três forças atuam sobre uma esfera de massa desprezível, como na figura abaixo. Qual deve
ser o módulo da força F3 para que a esfera esteja em equilíbrio?
38) No sistema mostrado na figura, a esfera está em repouso e presa a uma mola alongada. A
esfera possui massa de 200g e a constante elástica da mola é k  2,5 N m . Calcule a
intensidade da força elástica e a deformação da mola.
39) Considere um bloco de massa de 5,0kg, em repouso sobre um plano inclinado devido a ação
da força F, como mostra a figura. Calcule o ângulo  de inclinação do plano.
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40) Considere dois blocos idênticos de massa igual a 15kg cada, ligados por uma corda e uma
polia ideais, como mostra a figura. Despreze o atrito. Sabendo que os blocos estão em
equilíbrio, calcule o módulo da tração no cabo e a força F.
41) Considere o sistema abaixo, o qual está em equilíbrio. A massa dos blocos A é de 20kg. A
tração no cabo e a massa do corpo B possuem valores aproximados, respectivamente, de:
42) Duas cargas de mesma massa, igual a 100kg, que estão em repouso. Considere o cabo e a
polia ideais. Observe a figura. Qual deve ser a massa, aproximada (M), a ser acrescentada em
uma das cargas para que a outra suba 10,0m em 5,0 segundos?
43) Um bloco A de massa de 6,0kg está conectado por um cabo a um bloco B de massa de 4,0kg,
como mostra a figura. Despreze o atrito. Ao soltar o bloco A da posição X, calcule módulo da
sua velocidade (no SI) ao passar pela posição Y.
44) No sistema abaixo, o bloco A sobe com aceleração de 3,0 m s 2 . As massas dos blocos A e B
são, respectivamente, 2,5kg e 5,0kg. Considere os cabos e as polias ideais. O coeficiente de
atrito entre o bloco B e a superfície de apoio é 0,40. Calcule a massa do bloco C.
45) (Fonte: Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA – 2012 - MODIFICADA) O arranjo de
polias da figura é preso ao teto para erguer uma massa de 24 kg, sendo os fios inextensíveis, e
desprezíveis as massas das polias e dos fios. Desprezando os atritos, determine o módulo da
força F para erguer a massa com velocidade constante. Adote g  10,0 m s 2 .
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