1. DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 03 (Exercício 03)
a) Determine a aceleração do balde nesse instante em
que ele passa pelo ponto A.
b) É possível concluir se, nesse instante, o balde está
subindo ou descendo? Justifique.
Exercício 03
Questão 04
A figura mostra uma partícula de massa m = 20 g que
Questão 01 está sob a ação de três forças constantes e co-planares,
cujos módulos são: F1 = 1,4 N; F2 = 0,50 N; F3 = 1,5 N.
Um bloco A homogêneo, de massa igual a 3,0 kg, é Calcule a magnitude da aceleração da partícula ao longo
colocado sobre um bloco B, também homogêneo, de 2
da direção indicada pela linha tracejada, em m/s .
massa igual a 6,0 kg, que por sua vez é colocado sobre
o bloco C, o qual apoia-se sobre uma superfície
horizontal, como mostrado na figura a seguir. Sabendo-
se que o sistema permanece em repouso, calcule o
módulo da força que o bloco C exerce sobre o bloco B,
em newtons.
Questão 05
Duas pequenas esferas homogêneas de massas m1 e
m2 estão unidas por um fio elástico muito fino de massa
desprezível. Com a esfera de massa m1 em repouso e
apoiada no chão, a esfera de massa m2 é lançada para
Questão 02 cima ao longo da reta vertical que passa pelos centros
das esferas, como indica a figura 1.
A esfera lançada sobe esticando o fio até suspender
Uma lâmpada está pendurada verticalmente em uma a outra esfera do chão. A figura 2 ilustra o instante em
corda no interior de um elevador que está descendo. O que a esfera de massa m1 perde contato com o chão,
2
elevador está desacelerado a uma taxa igual a 2,3 m/s instante no qual o fio está ao longo da reta que passa
.Se a tensão na corda for de 123 N, qual a massa da pelos centros das esferas.
lâmpada em kg?
(Considere g = 10 m/s2).
Questão 03
Em uma obra, realizada na cobertura de um prédio,
há um sistema para subir e descer material entre o
térreo e o último andar através de baldes e cordas. Um
dos operários, interessado em Física, colocou um
dinamômetro na extremidade de uma corda. Durante o
transporte de um dos baldes, ele percebeu que o
dinamômetro marcava 100 N com o balde em repouso e
120 N quando o balde passava por um ponto A no meio
do trajeto. Considerando como dados m1 , m2 e o módulo da
aceleração da gravidade g, calcule no instante em que a
esfera de massa m1 perde o contato com o chão:
a) a tensão no fio;
b) a aceleração da esfera de massa m2.
Questão 06
Um explorador de cavernas utiliza-se da técnica de
“rapel” que consiste em descer abismos e canyons
apenas em uma corda e com velocidade praticamente
constante. A massa total do explorador e de seus
equipamentos é de 80 kg.
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2. DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 03 (Exercício 03)
Considerando a aceleração da gravidade no local de
2
10m/s , a força resultante de resistência que atua sobre
o explorador, durante a descida é, em N, de:
a) zero.
b) 400.
c) 800.
d) 900.
e) 1000.
Questão 07 O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao
ponto indicado pela seguinte letra:
Uma pessoa pendurou um fio de prumo no interior de a) P
um vagão de trem e percebeu, quando o trem partiu do b) Q
repouso, que o fio se inclinou em relação à vertical. Com c) R
auxílio de um transferidor, a pessoa determinou que o d) S
ângulo máximo de inclinação, na partida do trem, foi
14°. Questão 10
Nessas condições,
a) represente, na figura da página de resposta, as forças
que agem na massa presa ao fio. Na preparação para a competição “O Homem mais
b) indique, na figura da página de resposta, o sentido de Forte do Mundo”, um dedicado atleta improvisa seu
movimento do trem. treinamento, fazendo uso de cordas resistentes, de dois
c) determine a aceleração máxima do trem. cavalos do mesmo porte e de uma árvore. As
NOTE E ADOTE: modalidades de treinamento são apresentadas nas
tg 14° = 0,25. figuras ao lado, onde são indicadas as tensões nas
aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s2. cordas que o atleta segura.
Suponha que os cavalos exerçam forças idênticas em
todas as situações, que todas as cordas estejam na
horizontal, e considere desprezíveis a massa das cordas
e o atrito entre o atleta e o chão.
Questão 08
Julgue as assertivas a seguir a respeito das leis de
Newton.
I. É possível haver movimento na ausência de uma força.
II. É possível haver força na ausência de movimento.
III. A força que impulsiona um foguete é a força dos
gases de escape que saem da parte traseira do foguete,
à medida que o foguete expele os gases para trás.
IV. Um par de forças de ação e reação sempre atuam no
mesmo corpo.
Assinale, dentre as alternativas abaixo, aquela que
Assinale a alternativa correta:
descreve as relações entre as tensões nas cordas
a) Apenas as assertivas I e II são verdadeiras.
quando os conjuntos estão em equilíbrio.
b) Apenas a assertiva I é verdadeira.
a) TA1 = TA2 = TB1 = TB2 = TC1 = TC2
c) Apenas as assertivas I, II e III são verdadeiras.
b) (TA1 = TA2) < (TB1 = TB2) < (TC1 = TC2)
d) Todas as assertivas são falsas
c) (TA2 = T B1 = TB2) < TC2 < (TA1 = TC1)
e) Apenas a assertiva IV é verdadeira.
d) (TA1 = TA2 = T B1 = TB2) < (TC1 = TC2)
e) (TA1 = TC1) < (TA2 = TB2 = T B1) < TC2
Questão 09
No interior de um avião que se desloca GABARITO
horizontalmente em relação ao solo, com velocidade
constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um
Questão 01
copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão
indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a
posição desse passageiro. 90 N.
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3. DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 03 (Exercício 03)
Questão 02
Sobre a lâmpada estão atuando duas forças verticais,
o peso e a tração de sustentação. Pela 2.a lei de Newton
é verdadeiro escrever, para um sistema descendente: P
- T = m.a
Do princípio fundamental da dinâmica:
Disto vem: mg - T = m.a ==> mg - ma = T
R = ma ⇒ Tx = mamax. Como, na vertical, a
m.(g - a) = T ==> m.[10 - (-2,3)] = 123
m.(12,3) = 123 ==> m = 23/12,3 = 10 kg componente da resultante é nula: Ty = P = m g.
Tx m amax a max
tg14° = = ⇒ 0,25 = ⇒ a max = 10(0,25) ⇒
Questão 03 Ty mg 10
2
amax = 2,5 m/s .
a) As forças que atuam no balde são a tração do fio, T, e
o peso P. Quando o balde está em repouso, temos T = P
= 100 N. Sabendo que P = mg, concluímos que a massa Questão 08
do balde é m = 10 kg. Já quando o dinamômetro acusa
T = 120 N, temos, pela 2a Lei de Newton, T - P = ma, ou Letra C.
2
seja, a = (120 - 100)/10 = 2 m/s . (I) – Correta. Se não há forças agindo sobre um ponto
b) Não é possível concluir, pois só conhecemos a v v
material, (R = 0) , de acordo com o princípio da inércia,
aceleração, e não a velocidade.
ele está em repouso ou em Movimento retilíneo e
uniforme. Podemos afirmar que não há variação da
Questão 04 velocidade sem força.
(II) – Correta. Quando as forças que agem em um ponto
2 v v
10 m/s . material estão equilibradas (R = 0) ,de acordo com o
princípio da inércia, ele está em repouso ou em
Questão 05 Movimento retilíneo e uniforme.
(III) – Correta, pelo princípio da ação e reação.
Como a esfera 1 perdeu contato com o solo é (IV) – Falsa. As forças do par ação-reação sempre atuam
em corpos diferentes.
verdadeiro afirmar → T – m1.g = 0 → T = m1.g
Na esfera 2 → F = m.a→ - T – m2.g = m2.a2 → -
Questão 09
m1.g – m2.g = m2.a2 → a2 = - g.(1 + m1/m2)
Letra C.
Questão 06 Por inércia, quando o copo é abandonado, ele
continua com a mesma velocidade horizontal em relação
à Terra, ganhando apenas velocidade vertical devido à
Letra C. gravidade. Assim, o copo está em repouso em relação ao
Como a descida se dá com velocidade constante, a piso do avião, portanto ele cai próximo ao ponto R, como
resultante das forças é nula. Ou seja, a força de se o avião estivesse em repouso em relação ao solo.
resistência que atua sobre o explorador tem a mesma
intensidade do seu peso: Fresist = P = m g = 80(10) = 800
N. Questão 10
Letra D.
Questão 07
Como o homem está em repouso nas três situações,
em todas elas a resultante das forças é nula, ou seja, as
Dados: g = 10 m/s2; tg 14° = 0,25. trações estão equilibradas.
a) As forças que agem na massa pendular são o peso e Seja a F a intensidade da força aplicada por cada
a tração. cavalo.
A A
– Na primeira figura: T1 =T2 =F .
B B
– Na segunda figura: T1 =T2 =F .
C C
b) – Na terceira figura: T1 =T2 =2F.
( 2 1 2 1 2)(
Então: T A = T A = T B = T B < T C = T C
1 )
Como o movimento é retilíneo, a componente vertical
da resultante é nula: Ty = P.
A resultante é então na direção horizontal: R = Tx.
Como o vagão parte do repouso, ele acelera no sentido
da resultante, ou seja, para a direita.
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