LISTA DE EXERCÍCIOS FÍSICA - 1º EM CAPÍTULO 07 LEIS DE NEWTON E APLICAÇÕES PROF. BETO E PH

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS FÍSICA - 1º EM CAPÍTULO 07 LEIS DE NEWTON E APLICAÇÕES PROF. BETO E PH 1) Um paraquedista salta de um avião e cai até sua velocidade de queda se tornar constante. Podemos afirmar que a força resultante atuando sobre o paraquedista após sua velocidade se tornar constante é: a) vertical e para baixo b) vertical e para cima c) nula d) horizontal e para a direita e) horizontal e para a esquerda 2) Uma pedra gira em torno de um apoio fixo, presa por uma corda. Em dado momento corta-se a corda. Pela Lei da Inércia, conclui-se que: a) a pedra se mantém em movimento circular. b) a pedra sai em linha reta, segundo a direção perpendicular à corda no instante do corte. c) a pedra sai em linha reta, segundo a direção da corda no instante do corte. d) a pedra para. e) a pedra não tem massa. 3) A figura a seguir representa, em escala, as forças F 1 e F 2 que atuam sobre um objeto de massa m = 12 kg. Determine justificando: a) Qual o módulo da força resultante que atua sobre o objeto? b) Qual o módulo da aceleração que a força resultante imprime ao objeto?

2 4) A massa de uma partícula X é dez vezes maior do que a massa de uma partícula Y. Se as partículas colidirem frontalmente uma com a outra, pode-se afirmar que, durante a colisão, a intensidade da força exercida por X sobre Y, comparada à intensidade da força exercida por Y sobre X, será a) 100 vezes menor. b) 10 vezes menor. c) igual. d) 10 vezes maior. e) 100 vezes maior. 5) De acordo com a terceira lei de Newton, a toda força corresponde outra igual e oposta, chamada de reação. A razão por que essas forças não se cancelam é: a) elas agem em objetos diferentes. b) elas não estão sempre na mesma direção. c) elas atuam por um longo período de tempo. d) elas não estão sempre em sentidos opostos. e) elas não apresentam o mesmo módulo. 6) Um homem tenta levantar uma caixa de 5 kg, que está sobre uma mesa, aplicando uma força vertical de 10 N. Usando g = 10 m/s 2, calcule o valor da força que a mesa aplica na caixa em newtons. 7) Um operário usa uma empilhadeira para levantar verticalmente uma caixa de massa igual a meia tonelada, com uma aceleração de 0,5 m/s 2, que se mantém constante durante um curto intervalo de tempo. Usando g = 10 m/s 2, calcule, neste curto intervalo de tempo a força que a empilhadeira exerce sobre a caixa.

3 8) A figura mostra um helicóptero que se move verticalmente em relação à Terra, transportando uma carga de 100 kg por meio de um cabo de aço. O cabo pode ser considerado inextensível e de massa desprezível quando comparada à da carga. Considere g = 10 m/s 2. Suponha que, num determinado instante, a tensão no cabo de aço seja igual a N. Determine justificando: a) Qual o peso da carga? b) No instante considerado, qual o sentido e o módulo do vetor aceleração da carga? 9) O bloco A, de 4 kg, e o bloco B, de 2 kg, representados na figura, estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal. Eles são acelerados pela força horizontal F, de módulo igual a 30 N, aplicada ao bloco A e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível. Determine, justificando:

4 a) Qual o módulo da aceleração do conjunto? b) Qual o módulo da força de contato entre os blocos? 10) Um corpo de massa m A = 8 kg é colocado sobre uma superfície horizontal completamente lisa, preso por um fio ideal a outro corpo, de massa m B = 2 kg. Adote g = 10 m/s 2 e considere ideal a roldana. A tração no fio tem módulo, em newtons, a) 4 b) 12 c) 16 d) 20 e) 24 11) Dois carrinhos de supermercado podem ser acoplados um ao outro por meio de uma pequena corrente, de modo que uma única pessoa, ao invés de empurrar dois carrinhos separadamente, possa puxar o conjunto pelo interior do supermercado. Um cliente aplica uma força horizontal de intensidade F, sobre o carrinho da frente, dando ao conjunto uma aceleração de intensidade 0,5 m/s 2. Sendo o piso plano e as forças de atrito desprezíveis, o módulo da força F e o da força de tração na corrente são, em N, respectivamente: a) 70 e 20 b) 70 e 40 c) 70 e 50 d) 60 e 20 e) 60 e 50

5 12) Dois blocos de massas m A = 1,0 kg e m B = 2,0 kg, unidos por um fio de massa desprezível, estão sobre uma mesa lisa e horizontal conforme mostra a figura a seguir. A força máxima a que esse fio pode resistir é 8 N. Qual o valor máximo da força F que se poderá aplicar ao bloco B na mesma direção do fio, sem romper o fio? 13) No piso de um elevador é colocada uma balança graduada em newtons. Um menino, de massa 40 kg, sobe na balança quando o elevador está descendo acelerado, com aceleração de módulo 3 m/s 2, como representa a figura a seguir. Se a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2, a balança estará indicando, em N, um valor igual a : a) 120 b) 200 c) 280 d) 400 e) ) Uma mola helicoidal de comprimento natural 20 cm pende verticalmente quando é presa pela extremidade superior. Suspendendo-se um corpo de massa 200 g pela extremidade inferior, seu comprimento passa a ser 25 cm. Usando g = 10 m/s 2, determine justificando: a) Qual a constante elástica da mola em N/m? b) Se trocarmos o corpo por outro de massa 600 g, qual será o novo comprimento da mola?

6 15) Um bloco de borracha de massa 5,0 kg está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O gráfico representa como varia a força de atrito sobre o bloco quando sobre ele atua uma força F de intensidade variável, paralela à superfície, que a partir de certo momento faz o bloco deslizar sobre a superfície. a) Qual a intensidade da força de atrito estático máximo? b) Determine a intensidade do coeficiente de atrito cinético. 16) Um guarda roupas tem massa 100 kg e está apoiado em um plano horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o guarda roupas e o chão vale 0,6. Adote g=10 m/s 2. Uma pessoa vai empurrar o guarda roupas com uma força horizontal de intensidade F. a) Qual a intensidade da força de atrito quando F=400 N? b) Depois de iniciar o movimento, a pessoa passa a empurrar o guarda roupas com F=340 N e ele passa a se mover com velocidade constante. Qual o coeficiente de atrito cinético entre o guarda roupas e o chão? 17) Numa pista de patinação no gelo, um garoto impulsiona uma moeda, dandolhe velocidade de 2,0 m/s. Dado a aceleração da gravidade 10 m/s² e o coeficiente de atrito cinético entra a moeda e o gelo 0,02, determine, em metros, a distância percorrida pela moeda até ela parar. 18) Dois blocos de massa 20 kg e 30 kg são unidos por um barbante ideal e puxados horizontalmente por uma corda de massa desprezível. O coeficiente de atrito entre os blocos e o plano horizontal de apoio é 0,2. Adota-se g=10 m/s 2. Sabe-se que os blocos têm aceleração de módulo igual a 2,0 m/s 2. Determine a intensidade da força de tração no fio que os une.

7 19) Um bloco de massa 5,0 kg é arrastado para cima, ao longo de um plano inclinado, por uma força F, constante, paralela ao plano e de intensidade 50N, como mostra a figura a seguir. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano vale 0,40, a aceleração da gravidade 10 m/s 2, senθ=0,6 e cosθ=0,8. Determine: a) a intensidade da força atrito entre o bloco e o plano; b) aceleração, em m/s 2, do bloco. 20) Na figura abaixo, não existe atrito nem resistência do ar; o corpo A tem massa 4 kg e B, 3 kg. Calcule: a) a aceleração dos corpos. b) a tração no fio. (adote g = 10 m/s² )

8 21) No sistema a seguir, A tem massa m A =10kg, B tem massa m B =15kg, α=45. Qual será o coeficiente de atrito entre as superfícies em contacto, do corpo A com o plano, para que o corpo se desloque com movimento uniforme? (Observações: g = 10m/s²; o peso da corda, o atrito no eixo da roldana e a massa da roldana são desprezíveis.) 22) Um operário da construção civil necessita arrastar um bloco de concreto ao longo de uma prancha inclinada de 30 o com a horizontal. Com o objetivo de evitar o rompimento da corda, o mesmo foi orientado a puxar com velocidade constante, de forma que se deslocasse 1,0 m a cada 4,0 s. Seguindo essas orientações, sabia-se que a intensidade da força tensora no fio corresponderia a 57% do módulo do peso do corpo. Considerando a corda e a polia como sendo ideais, o coeficiente de atrito dinâmico entre as superfícies em contato, nesse deslocamento, é aproximadamente: a) 0,87 b) 0,80 c) 0,57 d) 0,25 e) 0,08

9 23) Dois trabalhadores, (A) e (B), erguem com velocidade constante um bloco de massa 100 kg a uma altura h do solo. Cada um desenvolve um arranjo diferente de roldanas. Determine a força exercida pelo trabalhador A e a força exercida pelo trabalhador B para realizar a tarefa apresentada. Justifique suas respostas. 24) A figura adiante represente o sistema utilizado pelos operários de uma obra, para erguer, do solo até o segundo pavimento, um elevador de material de construção, com carga de peso P=2000N. Qual a intensidade da força F para que a carga representada na figura seja elevada com velocidade constante? 25) Na situação da figura a seguir, os blocos A e B têm massas ma 3,0 kg 1,0 kg. O atrito entre o bloco A e o plano horizontal de apoio é desprezível, e o mb e coeficiente de atrito estático entre B e A vale μe 0,4. O bloco A está preso numa mola ideal, inicialmente não deformada, de constante elástica K 160 N m que, por sua vez, está presa ao suporte S.

10 O conjunto formado pelos dois blocos pode ser movimentado produzindo uma deformação na mola e, quando solto, a mola produzirá certa aceleração nesse conjunto. Desconsiderando a resistência do ar, para que B não escorregue sobre A, a deformação máxima que a mola pode experimentar, em cm, vale a) 3,0 b) 4,0 c) 10 d) 16 26) Um bloco A de massa 3,0 kg está apoiado sobre uma mesa plana horizontal e preso a uma corda ideal. A corda passa por uma polia ideal e na sua extremidade final existe um gancho de massa desprezível, conforme mostra o desenho. Uma pessoa pendura, suavemente, um bloco B de massa 1,0 kg no gancho. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco A e a mesa são, respectivamente, μe 0,50 e μc 0,20. Determine a força de atrito que a mesa 2 exerce sobre o bloco A. Adote g 10m s. a) 15 N. b) 6,0 N. c) 30 N. d) 10 N. e) 12 N.

11 27) Na figura esquematizada acima, os corpos A e B encontram-se em equilíbrio. O coeficiente de atrito estático entre o corpo A e o plano inclinado vale μ 0,500 e o peso do corpo B é P B 200 N. Considere os fios e as polias ideais e o fio que liga o corpo A é paralelo ao plano inclinado. Sendo sen θ 0,600 e cos θ 0,800, o peso máximo que o corpo A pode assumir é a) 100 N b) 300 N c) 400 N d) 500 N e) 600 N 28) Um bloco B de massa 400g está apoiado sobre um bloco A de massa 800g, o qual está sobre uma superfície horizontal. Os dois blocos estão unidos por uma corda inextensível e sem massa, que passa por uma polia presa na parede, conforme ilustra abaixo. O coeficiente de atrito cinético entre os dois blocos e entre o bloco A e a superfície horizontal é o mesmo e vale 0,35. Considerando a 2 aceleração da gravidade igual a 10m / s e desprezando a massa da polia, assinale a alternativa correta para o módulo da força F r necessária para que os dois blocos se movam com velocidade constante.

12 a) 1,4N. b) 4,2N. c) 7,0N. d) 8,5N. e) 9,3N. 29) Uma pessoa, de massa 80,0 kg, consegue aplicar uma força de tração máxima de 800,0 N. Um corpo de massa M necessita ser levantado como indicado na figura a seguir. O coeficiente de atrito estático entre a sola do sapato da pessoa e o chão de concreto é e 1,0. Faça um esboço de todas as forças que atuam em todo o sistema e determine qual a maior massa M que pode ser levantada pela pessoa sem que esta deslize, para um ângulo 45º. 30) Considere dois blocos empilhados, A e B, de massas m A = 1,0 kg e m B = 2,0 kg. Com a aplicação de uma força horizontal F r sobre o bloco A, o conjunto movese sem ocorrer deslizamento entre os blocos. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies dos blocos A e B é igual a 0,60, e não há atrito entre o bloco B e a superfície horizontal. Determine o valor máximo do módulo da força F r, em newtons, para que não ocorra deslizamento entre os blocos.

13 GABARITO: 1) c 2) b 3) a) 3 N b) 0,25 m/s 2 4) c 5) a 6) 40 N 7) N 8) a) N b) 2 m/s 2 para cima 9) a) 5 m/s 2 b) 10 N 10) c 11) c 12) 24 N 13) c 14) a) 40 N/m b) 35 cm 15) a) 0,3 b) 0,02 16) a) F AT. EST. = 400 N b) µ C = 0,34 17) 10 m 18) 80 N 19) a) 16N b) 0,8m/s² 20) a) 1,43 m/s 2 b) 25,7 N 21) 1, ) E 23) A: 1000N B: 500N 24) 500 N 25) C 26) D 27) D 28) C 29) M 40 2kg 30) 9 N