Lista de problemas n0 1 - Portal do Prof. Paulo Rosa

Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Instituto de Física
Física I
Guia de Estudos para a primeira avaliação
Lista de problemas n 3
Aplicação das Leis de Newton
1. Um objeto com 4 kg de massa recebe, simultaneamente, a ação de três forças: uma força de
10 N dirigida para o norte, uma de 20 N dirigida para oeste e uma de 15 N dirigida para o
sul. Qual é a aceleração do objeto?
2. Um automóvel de 1000 kg é levado ao repouso por uma força de atrito Fa. Se a velocidade
inicial do automóvel era de 20 m/s e o automóvel necessitou de 80 m para parar, andando
em linha reta, qual o valor da intensidade do módulo de Fa?
3. Uma criança viaja sem proteção no banco dianteiro de um carro que se movimenta em
uma área residencial a uma velocidade de 35 km/h. Um cãozinho atravessa a rua e o
motorista pisa no freio, parando o carro sem causar dano ao animal. Com que velocidade a
criança colide com o painel, supondo que o carro pare antes que isso ocorra? Compare esta
velocidade com a velocidade recorde dos 100 metros rasos ( 10 s).
Figura 1.
4. Dois objetos de 44,5 N são ligados a um dinamômetro, como mostra a Figura 1. (a) quanto
marca o dinamômetro? (b) Um único objeto de 44,5 N está ligado ao dinamômetro e este
preso a uma parede, como ilustra a Figura 1. Quanto marca o dinamômetro?
5. Um nêutron desloca-se com uma velocidade de, aproximadamente, 1,4 x 107 m/s. As
forças nucleares têm alcance curto, sendo praticamente zero no exterior do núcleo e muito
intensas no interior do mesmo. Se um nêutron for capturado e parado por um núcleo cujo
diâmetro é de 1,0 x10 -14 m, qual a intensidade da força, supostamente constante, que atua
sobre o nêutron? A massa do nêutron é de 1,67 x 10-27 kg.
6. Uma pequena pedra de massa igual a 150 g acha-se a uma profundidade de 3,4 km no
oceano, caindo com a velocidade limite de 25 m/s. Qual a força de arrasto que a água
exerce sobre a pedra?
7. Um iate solar é projetado para viajar pelo sistema solar, usando a pressão da luz solar, tem
uma vela cuja área é igual a 3,0 km2 e massa de 900 kg. Próximo da órbita da Terra, o Sol
Prof. Paulo Ricardo da Silva Rosa
Instituto de Física – UFMS – e-mail: [email protected]
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pode exercer uma força devida à radiação de 20 N sobre a vela. (a) Que aceleração essa
força imprimiria ao artefato? (b) Uma pequena aceleração pode provocar grandes efeitos
se agir continuamente por um longo tempo. Assim, partindo do repouso, qual a distância
que seria percorrida por este iate em um dia? Qual seria a sua velocidade?
8. Um helicóptero cuja massa é 15 t está levantando um carro de 4,5 t de massa com uma
aceleração dirigida para cima de 1,4 m/s2. Calcule: (a) a força que o ar exerce sobre as
hélices do helicóptero; (b) a tensão no cabo da parte superior.
9. Três blocos estão ligados , conforme a Figura 2, sobre uma superfície horizontal, sem
atrito, e são puxados para a direita com uma força T3 = 65 N. Sendo m1 = 12 kg, m2 = 24 kg
e m3 = 31 kg, calcule: (a) a aceleração do sistema; (b) as tensões T1 e T2. Faça uma analogia
com corpos puxados em fila, como uma locomotiva puxando vagões acoplados.
m1
T1
M2
M3
T2
T3
Figura 2.
10. Uma mulher está em pé em um elevador cuja aceleração para baixo é de 3,1 m/s2. Que
força ela exerce sobre o assoalho do elevador, se a massa da mulher é de 60 kg?
11. Uma sonda exploradora se aproxima da superfície de Calisto, um dos satélites de Júpiter.
Se um empuxo de 3260 N for aplicado à sonda, ela descerá com velocidade constante.
Calisto não tem atmosfera. Se o empuxo para cima fosse de 2200 N, a sonda teria uma
aceleração de 0,39 m/s2. (a) Qual o peso da sonda na vizinhança da superfície de Calisto?
(b) Qual a massa da sonda? (c) Qual a aceleração da gravidade próximo da superfície de
Calisto?
12. Um macaco com 10 kg está subindo uma corda de massa desprezível, passando por uma
árvore e que tem uma massa de 15 kg presa na outra extremidade. (a) Com qual força
mínima o macaco deve subir pela corda de modo a elevar o corpo de 15 kg do chão? Se
após o corpo tiver sido elevado o macaco parar de subir e continuar segurando a corda,
qual será agora (a) a aceleração do macaco? e (c) a tensão na corda?
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