UFPA Lista de Exercícios - Física Básica I Prof. Jaime Urban 1. Um

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Lista de Exercícios - Física Básica I
Prof. Jaime Urban
1. Um homem empurra um bloco de 50 kg aplicando-lhe uma força
inclinada de 60º em relação a horizontal. O coeficiente de atrito
cinético vale 0,20. O bloco se desloca em linha reta. O trabalho
realizado pela força aplicada pelo homem vale 800 J, para um
deslocamento de 5 m. Calcule o módulo da força aplicada.
2. Um bloco de massa igual a 4 kg é puxado com velocidade constante
através de uma distância d = 5,0 m ao longo de um piso horizontal por
uma corda que exerce uma força constante de módulo F = 8 N,
formando um ângulo de 20º com a horizontal. Calcule: (a) O trabalho
realizado pela corda sobre o bloco, (b) o trabalho realizado pela força
de atrito sobre o bloco, (c) o trabalho total realizado sobre o bloco.
3. Um bloco de gelo de massa igual a 30 kg desliza sobre um plano
inclinado de comprimento igual a 2 m e de altura igual a 1 m. Uma
força age sobre o bloco de gelo para cima, paralelamente ao plano
inclinado, de tal modo que ele desce com velocidade constante. O
coeficiente de atrito entre o gelo e o plano vale 0,10. Determine: (a) O
módulo da força exercida pelo homem, (b) o trabalho realizado pelo
homem sobre o bloco, (c) o trabalho realizado pela força da gravidade
sobre o bloco, (d) o trabalho realizado pelo atrito sobre o bloco, (e) o
trabalho realizado pela força resultante sobre o bloco, (f) a variação da
energia cinética.
4. Uma corda é usada para baixar verticalmente um bloco de massa m
até uma distância d com uma aceleração constante igual a g/5.
Calcule o trabalho realizado pela tensão da corda sobre o bloco.
5. Um foguete de massa igual a 5 x 10 4 kg deve atingir uma velocidade
de escape de 11,2 km/s para que possa fugir a atração terrestre. Qual
deve ser a quantidade mínima de energia necessária para levar o
foguete desde o repouso até esta velocidade?
6. Um próton partindo do repouso, é acelerado por um cíclotron até a
velocidade de 2,0 x 107 m/s. Sabendo que um elétron-volt vale 1 eV =
1,6 x 10-19 J, calcule o trabalho em eV necessário para acelerar o
próton até esta velocidade.
7. Um projétil de 50 g possui velocidade inicial de 500 m/s. O projétil
perfura um bloco de madeira e penetra 12 cm antes de parar. Calcule
a força média exercida pelo projétil sobre o bloco de madeira.R: 5,2 x
104 N
8. Um automóvel se desloca em linha reta com velocidade constante
igual a 60 km/h. Calcule: (a) a variação da energia cinética em 100 m,
(b) o trabalho total da força resultante sobre o automóvel em 100 m,
(c) o trabalho da força motriz sabendo que durante 100 m de percurso
a força motriz vale 7000 N.
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9. Uma garota de massa igual a 50 kg sobe uma rampa, cuja elevação
total é de 4 m em 3 s. Qual é a potência média que ela desenvolve?
10. Uma cachoeira despeja um volume V igual a 1,2 x 10 4 m3 de água em
cada intervalo de tempo t = 2 s. A altura da cachoeira vale h = 100 m.
(a) Obtenha uma expressão para o cálculo da potência teórica
disponível. (b) Supondo que 4/5 dessa potência possa ser
transformada em eletricidade por meio de um sistema gerador
hidroelétrico, calcule a potência elétrica gerada. A densidade da água
vale d = 1 g/cm3.
11. Um cavalo puxa horizontalmente uma carreta com uma força de 200
N. A força forma um ângulo de 30º acima da horizontal. A carreta se
move com velocidade de 8 km/h. Calcule a potência média
desenvolvida pelo cavalo.
12. Um foguete com massa igual a 7 x 104 kg adquire uma velocidade de
1,0 x 104 km/h em 1,2 minutos após o lançamento. Calcule a potência
média desenvolvida pelo foguete neste intervalo de tempo.
13. Uma força atua sobre uma partícula de 2,5 kg de tal forma que a
posição da partícula varia em função do tempo de acordo com a
expressão: x = 3t4 – 2t3 – t2, onde x é expresso em metros e t em
segundos. Calcule: (a) o trabalho realizado pela força nos 3 segundos
iniciais, (b) a potência instantânea para t=2,0 s.
14. Uma locomotiva possui uma potência máxima de 1,5 x 10 6 W. Esta
locomotiva acelera um trem com um 1 m/s de velocidade até 2,5 m/s,
com potência máxima, num tempo de 30 s. (a) Desprezando a força de
atrito, calcule a massa do trem. (b) Ache a velocidade do trem em
função do tempo durante o intervalo.