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3. A mesma força, aplicada em dois objetos, produzirá o mesmo impulso                                                     ...
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  1. 1. 1ª LISTA DE EXERCÍCIOS – FISICA 1º ANO respectivamente 0,20 e 0,25 e a aceleração da gravidade no local tem2º BIMESTRE – PROFESSOR FLAVIO intensidade de 10 m/s2. Num determinado instante, uma pessoa tentaflaviofis@educacional.com.br movimentar o armário, aplicando uma força F. Com base nestas informações, Julgue os itens que se segue:1- O bloco de massa a igual a 2 kg, mostrado na figura abaixo, encontra-se inicialmente em repouso sobre uma superfície plana e horizontal,quando uma força F paralela ao plano passa a atuar sobre ele.Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e sabendo que ocoeficiente de atrito estático e cinético corresponde, respectivamente, a0,4 e 0,3, determine:a) a aceleração do bloco quando a intensidade da força F for igual a 7 N;b) a aceleração do bloco quando a intensidade da força F for igual a 12 1. O peso do armário é igual a 100NN. 2. A força de atrito estático máximo na situação é igual a 250N 3. A força de atrito cinético na situação é inferior a 1000N. 4. Para colocar o armário em movimento, a pessoa deverá fazer uma força igual à 250N.Resp: a) a = 0 e b) a = 3 m/s2 Resp: FVVF2- Um corpo de massa m = 5 kg é puxado horizontalmente sobre uma TEXTO Imesa por uma força F = 15 N. O coeficiente de atrito entre o corpo e a Para auxiliar nos trabalhos de construção de casas, são usadosmesa é µ = 0,2. Determine a aceleração do corpo. Considere g = 10 instrumentos cujo funcionamento baseia-se em máquinas simples. A maism/s2. antiga máquina simples, e também a mais utilizada é o plano inclinado (situação I). A vantagem mecânica do plano inclinado depende da relação entre o comprimento do plano e a sua altura. Em construções, planos inclinados são muito usados para que se possam levantar coisas pesadas. Além do plano inclinado, usam-se, também, carrinho-de-mão como esquematizado nas situações II.Resp: a = 1m/s2. Na situação I, o objeto que está sobre o plano inclinado é um bloco de massa m e os coeficientes de atrito cinético e estático que atuam sobre3- Um sólido de massa 5 kg é puxado sobre um plano horizontal por uma esse bloco são, respectivamente,µc e µe. Em todas as situações, considereforça horizontal de 25 N. O coeficiente de atrito entre o sólido e o plano é que cordas e polias são ideais e que o módulo da aceleração da gravidade0,2. local é igual a 10,0 m/s2. Em II, a massa total do sistema carrinho-de-mão ea) Qual a força de atrito? carga de tijolos nele contida é 50 kg.b) Qual é a aceleração do corpo? Dado: g = 10 m/s2.Resp: a) Fat = 10N e b) 3 m/s2.4- Uma caixa de 20 kg sobe um plano inclinado de 60º em MRU sob aação de uma força F a favor do movimento. Qual é o valor desta força F?Adote g = 10 m/s2 e despreze o atrito.Resp: 100√3N5- Deslizando por um plano inclinado de 37º, uma moeda (m = 100g) 9- (PAS/2004) Com base nas situações descritas e ilustradas no texto I,possui aceleração de 4,4 m/s2 (sen 37º = 0,60 e cos 37º = 0,80). Adotar g julgue os itens que se seguem.= 10m/s2. Determinar a força de atrito exercida na moeda. 1. Na situação I, quanto menor for o ângulo de inclinação do planoResp: Fat = 0,36N inclinado em relação à horizontal, maior será a intensidade da força deDica: A massa deve estar em kg. Calcule o peso, as componentes X e Y tração F1 a ser empregada para elevar o bloco.e faça a força resultante com o Px – Fat = m.a 2. As forças de atrito no plano inclinado da situação I são conservativas. 3. Na situação I, se o ângulo entre o plano inclinado e a horizontal for6- Um corpo de peso 10 N é puxado plano acima, com velocidade igual a 55º, então y > x.constante, por uma força F paralela ao plano inclinado de 53º com a 4. Desprezando-se as forças dissipativas, caso se aplique no carrinho-horizontal. Adote cos 53º = 0,6; sen 53º = 0,8; g = 10 m/s2; coeficiente de de-mão (situação II) uma força horizontal de intensidade igual a 10 Natrito dinâmico µ = 0,2. Qual a intensidade da força F para que o peso durante 10 s, o carrinho, partindo do repouso, atingirá a velocidade máximasuba o plano com velocidade constante. de módulo igual a 2 m/s. Resp: EECC 10- (PAS/2004) Tendo como referência a situação I do texto I e considerando que m = 10 kg, x = 4 m e y = 3 m, faça o que se pede nosResp: F = 9,2 N itens de a, b a c, que são do tipo B, desconsiderando, para a marcação na folha de respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, após7- A ilustração refere-se a uma certa tarefa na qual o bloco B, dez vezes efetuar todos os cálculos solicitados.mais pesado que o bloco A, deverá descer pelo plano inclinado com a) Calcule, em N, a intensidade da força de reação normal ao apoio dovelocidade constante. Considerando que o fio e a polia são ideais e o bloco no plano inclinado.contato entre o bloco B e a superfície do plano possui rugosidade. Resp: 080Dados: sen α = 0,6 e cos α = 0,8. (g = 10 m/s2) b) Calcule o valor mínimo que o coeficiente de atrito estático µe assumiria caso a corda se arrebentasse e, mesmo assim, o bloco não deslizasse. Multiplique o valor encontrado por 1.000. Resp: 750 c) Calcule, em m/s, o módulo da velocidade com que o bloco atingirá o ponto B se for abandonado, a partir do repouso, no ponto A, o ponto mais alto da rampa, e descer o plano sob ação das forças gravitacional e de atrito. Para isso, suponha µc = 0,3 e desconsidere as dimensões do bloco. Resp: 006 11- Um esportista, de 50kg, desce de esqui uma montanha de neve sobre oa) Represente as força que atuam nos dois corpos através de vetores. ângulo de 30۫ com a horizontal. Qual a intensidade da força normal àb) Mostre a força resultante em cada corpo; superfície da montanha e a aceleração com que ele desce a montanha?c) Encontre os valores das componentes PBX e PBY; (Considere o atrito desprezível, a aceleração da gravidade igual a 10m/s2,d) Prove que Fat = PBX + PA; cos 30 = 0,86 e sen 30 = 0,50).e) encontre os valores da força de atrito (Fat) e o coeficiente de atrito (µ).8- Um armário de 100 kg está inicialmente parado e apoiado sobre umasuperfície de madeira. Os coeficientes de atrito cinético e estático valem
  2. 2. 3. A mesma força, aplicada em dois objetos, produzirá o mesmo impulso se o tempo de aplicação for também o mesmo. 4. Quando o módulo da força aplicada for F = 200 N, o módulo da força de atrito cinético será Fc = 80 N, e da força resultante FR = 120 N. (Fc = µc.N). 5. O peso e a normal formam um par de ação e reação porque atuam emResp: 430N e 5m/s2. corpos diferentes. Resp:12- Para descer longas ladeiras de asfalto, os skatistas adaptaram umskate com uma prancha maior e deram o nome de Long board. Ele tem 15- (PAS/2005) O homem sempre procurou criar equipamentos quecerca de 1 metro de comprimento e todos os seus componentes, como facilitassem a realização de atividades do cotidiano. O fato de subir emshape, eixos, rolamentos e rodas, são importados. Andar de long board árvores e atingir grandes alturas pode muito bem ter levado o homemlembra um pouco uma prancha de surfe, dizem os entendidos. Um primitivo a criar uma “árvore” que pudesse ser levada de um ponto a outroesportista sobe no Long board e deixa que a gravidade faça o resto. As — a escada.descidas são alucinantes e os Long board pode chegar a, mas de100km/h, dependendo da inclinação da descida. A figura mostra umesportista de 80kg descendo uma ladeira de 15º de inclinação, emrelação à horizontal em um local onde a gravidade vale 10 m/s2. Asuperfície oferece um atrito sobre o skate, mas desconsidere o atritoentre os rolamentos e a roda e a resistência do ar. Conforme estesdados, julgue as assertivas como verdadeiro(s) ou falso(s).(Obs: sen 15º = 0,26 e cos 15º = 0,96) O conceito de força, tal como hoje o conhecemos, deve-se ao trabalho de Isaac Newton, que prosseguiu a revolução científica levada a cabo por Copérnico e Galileu. A figura acima ilustra uma escada, de massa m, apoiada em uma parede vertical no ponto B. Com relação a essa situação, julgue os itens a seguir. 1. Se não houver atrito entre o plano horizontal e a escada, esta vai escorregar. 2. Para haver equilíbrio, é necessário que haja atrito entre a parede e a escada. 3. Havendo atrito no ponto A, onde a escada se apóia no solo, a força de1. Nesta descida o peso vale 800N e é igual à força normal da reação do solo pode ser representada qualitativamente pelo vetor com assuperfície sobre o skatista. características de direção e sentido mostradas abaixo.2. A componente vertical do peso (Py) neste conjunto vale 768N e seigual à força normal para que permaneça na pista.3. A intensidade da componente vertical do peso (força motriz, poismovimenta o skatistas na descida) vale mais de 210N.4. O atrito entre o asfalto e o Long board depende da velocidade e daárea de contato entre as rodas e o piso.5. Se o skate estiver descendo a ladeira com velocidade constante, a 4. Para um dado coeficiente de atrito entre a escada e o plano horizontal,força resultante sobre o sistema é nula. Isto ocorre por que a haverá um ângulo mínimo θ0 (ângulo critico) tal que, para valores de θ < θ0,componente Px do peso se igual à força de atrito cinético. Então no a escada vai escorregar.sistema o coeficiente de atrito cinético (ou dinâmico) da pista com as 5. Se não houver atrito entre a parede e a escada, a força de reaçãorodas vale menos que 0,30. normal no ponto A será igual, em módulo, ao peso da escada.6. Supondo que o sistema visitante-bóia esteja descendo a rampa com Resp: CEECCθ = 30º, então todas as forças que atuam sobre esse sistema estãocorretamente ilustradas no diagrama abaixo. 16- (UNB) Um bloco de 100N de peso, sobre um plano horizontal, sem atrito, é puxado por uma força F, de 90 N, que forma um ângulo de 60º com a horizontal, como mostra a figura. Nesta situação pode afirmar-se que: 1. A força norma exercida pelo plano horizontal é igual a 100NResp: FVFFVF 2. O bloco sofre uma aceleração de 4,5m/s2 (considerando g = 10m/s2) 3. A força normal e a força-peso constituem um par de ação-reação.13- (UnB - 96) Na figura, o coeficiente de atrito cinético entre o bloco de 4. O bloco se move com velocidade constante.120 N e a superfície do plano é igual a 0,4 e é igual a 0,2 entre os dois Resp: ECEEblocos. O atrito na polia e a massa da corda que une os dois blocos sãodesprezíveis. Calcule, em Newton, o módulo da força F necessária para 17- (UNB) Considere uma pessoa pedalando uma bicicleta sobre umaprovocar o movimento uniforme no bloco inferior. estrada plana e julgue os itens seguintes: 1. Se não existissem forças de atrito entre o solo e os pneus da bicicleta, o ciclista não teria como acelerá-la ao pedalar. 2. Quando o ciclista pedala, fazendo aumentar a velocidade da bicicleta, a força de atrito total do solo sobre a bicicleta aponta na direção do movimento. 3. O sentido da força de atrito total do solo sobre a bicicleta depende deResp: 96N estar o ciclista acelerando ou freando a bicicleta.Dica: para o movimento ser uniforme a Fr = 0 (a = 0). 4. A força de atrito é uma força não conservativa. Resp: TODOS14- Um garoto puxa uma caixa de 20 kg para a direita por um forçahorizontal F. Considerando g = 10 m/s2 , µe = 0,5 e µc = 0,4 , julgue os 18- Nas corridas de formula 1, nas montanhas-russas dos parques deitens abaixo: (P =m.g) diversões e mesmo nos movimentos curvilíneos da vida diária (movimentos1. Os valores da força gravitacional (Peso) e da força normal que de automóveis, aviões e etc), as forças centrípetas desempenham papéisatuam na caixa têm módulo igual a 200 N. fundamentais. A respeito dessas forças, julgues os itens que se seguem:2. A força de atrito estático equilibra a força aplicada pelo garoto. Seu 1. A reação normal de uma superfície nunca pode exercer o papel de força centrípeta.valor máximo é calculado pela expressão: Femax = µe.N, logo, a força 2. Em uma curva, quantidade de movimento de um carro sempre variamáxima que o garoto pode aplicar na caixa sem que ela se mova é de F em direção e sentido, mas não necessariamente em intensidade.= 5000 N.
  3. 3. 3. A força centrípeta que age em um objeto em movimento circular é loop, os passageiros ficam completamente de cabeça para baixo quando oum exemplo de força inercial. trem passa pelo ponto B, o mais alto do loop.4. Para que um carro faça uma curva em uma estrada,necessariamente, a resultante da forças que nele atuam não pode sernula.5. A velocidade mínima, no ponto mais alto do looping, para que umcarrinho de montanha russa perca contato com os trilhos, mas aindaassim não caia, é √5gR, em que R é o raio do looping e g é a gravidadelocal. Despreze as força de atrito e as dimensões do carrinho.Resp: ECECEEm uma apresentação de circo, em 1901, Allo Diavolo introduziu a Com relação ao texto e considerando a aceleração da gravidade igual a 10acrobacia de bicicletas em pistas com loops, como mostra a figura I m/s2, a massa do sistema trem-passageiros igual a 400 kg e desprezandoabaixo. Diavolo observou que, se ele partisse de uma determinada altura todas as forças dissipativas, julgue os itens que se seguem.mínima, poderia percorrer todo o trajeto, passando inclusive pelo loop, 1. Suponha que o sistema trem-passageiros faça, no plano horizontal,sem cair, em um “desafio” às leis da gravidade, conforme anunciava ele. uma curva circular de raio igual a 10 m. Se o módulo da velocidade forA figura II mostra o caminho do centro de massa do sistema acrobata- constante e igual a 1 m/s, então, nessa curva, o módulo da aceleraçãobicicleta. Nessa figura, h é a altura entre o ponto mais alto — A — e o centrípeta do trem será igual a 0,1 m/s2.ponto mais baixo — C — da trajetória, B é o ponto mais alto do loop e R 2. Supondo que não haja propulsão nem mecanismos que prendam oé o raio do loop. trem aos trilhos, o menor módulo de velocidade para o qual o trem passa pelo ponto B sem cair é igual a 10 m/s. 3. Supondo que ao fazer o loop, no ponto B, o sistema trem-passageiros tenha o módulo da velocidade igual a 20 m/s, então, nesse ponto, a intensidade da força normal que os trilhos exercem no sistema trem- passageiros será igual a 12.000 N. Resp:VVV 25- (PAS/2003) Os alunos vibraram com o globo da morte, atração clássicaA partir dessas informações e considerando que m é a massa do sistema dos espetáculos circenses que envolvem muita habilidade e coragem. Aacrobata-bicicleta, que g é a aceleração da gravidade, que não há forças estrutura esférica e metálica do globo é constituída de uma liga de ferro edissipativas, que a bicicleta não é impulsionada pelo acrobata em carbono. Dentro do globo, uma pessoa pilota uma motocicleta movida ànenhum instante da trajetória e que apenas o movimento do centro de gasolina. Em sua trajetória, o piloto fica, eventualmente, de cabeça paramassa do sistema acrobata-bicicleta é analisado. baixo.No ponto mais alto do loop (B) ocorre o caso limite em que o sistema Considere que a trajetória do movimento realizado pelo motociclista estejaacrobata-bicicleta está na eminência de cair, portanto N = 0. Nesta contida em um plano vertical que passa pelo centro do globo e que ossituação o peso se comporta com a força centrípeta. Veja: pontos A, B, C e D, ilustrados na figura abaixo, façam parte dessa trajetória. Considere ainda que o raio R do globo mostrado seja igual a 5 m, que a massa do piloto somada à da moto seja igual a 150 kg e que o motociclista realiza o movimento com aceleração da moto constante.Usando este texto, responda as questões de 19 até 22.19- Qual a velocidade mínima para que o acrobata consiga completar oloop sem cair.Resp: V = √R.g20- Utilizando os dados da questão anterior, calcule a velocidade mínimapara que o acrobata+bicicleta, cujas massas são iguais a 100 kg e 47 kg,respectivamente, possam descrever com segurança o ponto críticosuperior do loop de raio igual a 4,9 m, considerando 10 m/s2 a Com base no texto e admitindo que a aceleração da gravidade seja igual aaceleração da gravidade no local. 10 m/s2, julgue os itens a seguir.Resp: 7m/s 1. O motociclista descreve um movimento circular com velocidade escalar constante.21- Na situação descrita, qual a força centrípeta sobre o sistema 2. As informações apresentadas garantem que a velocidade doacrobata-bicicleta se a sua velocidade tangencial for igual a 10 m/s? motociclista no ponto A é o dobro da velocidade deste no ponto C.Resp: 3000N 3. A velocidade mínima para o motociclista completar uma volta no globo, sem a reação normal do globo no ponto C é inferior a 7,1 m/s.22- Ainda sobre o loop do circo do Allo Diavolo, comente sobre os 4. Se no ponto C a velocidade escalar do motociclista for de 36 km/ h,fatores relevantes para a física nesta acrobacia. então a reação do globo sobre o sistema piloto-moto é igual ao peso desseResp: Resposta pessoal sistema. 5. O módulo da força centrípeta atuante no sistema piloto-moto no ponto23- Um ponto material, de massa m = 0,50 kg, gira num plano horizontal, A é igual a N - P, em que P é a intensidade do peso do sistema piloto-motosem atrito, em torno de um ponto fixo desse plano e preso por um fio de e N é a intensidade da reação normal da estrutura do globo.comprimento 2,0 m com velocidade escalar V = 3,0 m/s. Qual a Resp: FFVVVintensidade da força de atração no fio? 26- (UNB) um caminhão, levando um baú solto na carroceria, faz uma curva horizontal, de raio 125 m. Sendo o coeficiente de atrito estático entre o baú e a carroceria igual a 0,5, determine, em km/h qual a velocidade máxima que o caminhão pode desenvolver na curva, sem que o baú deslize. Dica: Fct ≤ Fat Resp: 90km/h DESAFIO 27- Qual é a maior aceleração que pode ter um corredor, se o coeficienteResp: 2,25N de atrito estático entre sus tênis e o piso é 0,8? Adote g = 10m/s2. Resp: 8m/s224- (PAS – 2002 modificada) No DivertPAS, existe um outro brinquedo Dica: Se o atleta se movimenta em uma pista sem relevo (isto é, no plano),muito interessante: o trem fantástico. Esse trem passa por várias as acelerações do atleta são provocadas pela força de atrito estático.estações, nas quais alguns efeitos especiais são conseguidos com Fate ≤ Fate Maxdióxido de carbono sólido — CO2(s) —, conhecido como gelo seco. Fr ≤ Fate MaxPara aumentar a emoção da viagem, a trajetória que o trem percorre temcurvas fechadas e um loop vertical, mostrado na figura abaixo. Nesse

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