1 a lista de exercícios

FCM0101 Física 1 - 1a lista de exercícios
Entrega: 13/04/2015
OBS: Todas as grandezas físicas presentes nos exercícios possuem 3 algarismos significativos.
1) Você viaja em um elevador. Descreva duas situações nas quais o seu peso aparente é
maior que seu peso real.
2) Se você empurra um bloco cuja massa é m1 sobre um chão sem atrito com uma força
horizontal de magnitude F0, o bloco tem uma aceleração de 12,0 m/s2. Se você empurra
um bloco diferente, de massa m2, com uma força horizontal de magnitude F0, sua
aceleração é 3,0 m/s2. (a) Que aceleração produzirá uma força horizontal de magnitude
F0 sobre um bloco de massa m2 – m1? (b) Que aceleração produzirá uma força
horizontal de magnitude F0 sobre um bloco de massa m2 + m1?
3) Para treinar astronautas que trabalharão na Lua, onde a aceleração da gravidade é
apenas cerca de 1/6 do que vale na Terra, a NASA submerge-os em um tanque de água.
Se uma astronauta levando uma mochila, unidade de ar condicionado, suprimento de
oxigênio e mais algum equipamento tem uma massa total de 250 kg, determine as
seguintes quantidades. (a) Seu peso, incluindo mochila, etc. na Terra (b) seu peso na
Lua (c) a necessária força de empuxo para cima exercida pela água durante o
treinamento para se ter, em Terra, o ambiente da Lua.
4) Seu carro atolou na lama. Você está sozinho, mas tem uma corda longa e forte. Tendo
estudado física, você amarra a corda fortemente a um poste telefônico e puxa de lado,
como mostra a figura abaixo. (a) Encontre a força exercida sobre o carro, quando o
ângulo θ é 3,00o e você está puxando com uma força de 400 N, mas o carro não se move.
(b) Quão forte deve ser a corda se é necessária uma força de 600 N para mover o carro
quando θ é 4,00o?
5) Um bloco de massa m escorrega sobre um piso sem atrito e depois sobe uma rampa sem
atrito (ver figura seguinte). O ângulo da rampa é θ e a velocidade do bloco antes de
começar a subir a rampa é v0. O bloco escorregará até uma altura maxima h acima do
piso, antes de parar. Mostre que h é independente de m e θ, deduzindo uma expressão
para h em termos de v0 e g. (Obs: utilize na resolução deste problema apenas conceitos
de cinemática e leis de Newton).
6) Um bloco de 2,0 kg está pendurado em uma escala de mola calibrada em newtons que
está presa no teto de um elevador (ver figura abaixo). Qual a leitura da escala quando
(a) o elevador está subindo com uma velocidade constante de 30 m/s; (b) o elevador está
descendo com uma velocidade constante de 30 m/s; (c) o elevador está subindo a 20 m/s
e ganhando rapidez à taxa de 3,0 m/s2? (d) Suponha agora que de t = 0 até t = 5,0 s, o
elevador sobe com uma velocidade constante de 10 m/s. Depois, sua rapidez é reduzida
uniformemente até zero, durante os 4,0 s seguintes, de forma que ele está em repouso
em t = 9,0 s. Descreva a leitura de escala durante o intervalo 0 < t < 9,0 s.
7) A figura abaixo mostra um bloco de 20 kg deslizando sobre um bloco de 10 kg. Todas
as superficies são sem atrito e sem massa. Encontre a aceleração de cada bloco e a
tensão no fio que liga os blocos.
8) A polia de uma máquina de Atwood ideal recebe uma aceleração a para cima, como
mostrado na figura abaixo. Encontre a aceleração de cada massa e a tensão no fio que as
liga. Nesta situação, os dois blocos não têm a mesma velocidade.