INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RN CAMPUS: CURSO: ALUNO: LISTA DE EXERCÍCIOS

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RN CAMPUS: CURSO: ALUNO: DISCIPLINA: FÍSICA I PROFESSOR: EDSON JOSÉ LISTA DE EXERCÍCIOS 1. Você está no mastro de um barco que está em movimento retilíneo uniforme. Você deixa cair uma bola de ferro muito pesada. O que você observa? a) A bola cai alguns metros atrás do mastro, pois o barco desloca-se durante a queda da bola. b) A bola cai ao pé do mastro, porque ela possui inércia e acompanha o movimento do barco. c) A bola cai alguns metros à frente do mastro, pois o barco impulsiona a bola para a frente. d) Impossível responder sem saber a exata localização do barco sobre o globo terrestre. e) A bola cai fora do barco, porque este, livre da massa da bola, acelera-se para a frente. 2. (ACAFE SC/2012) O Código de Trânsito Brasileiro estabelece, no artigo 65, a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança para condutores e passageiros em todas as vias do território nacional. A função básica do cinto de segurança consiste em impedir que os corpos dos ocupantes de um veículo em movimento sejam projetados para frente, no caso de uma colisão frontal. Isso ocorre devido a um comportamento natural de qualquer corpo, descrito pela Primeira Lei de Newton, também conhecida como princípio da inércia. A alternativa correta que compreende tal princípio é: a) A velocidade de um corpo tem sempre a mesma direção e sentido da força resultante que atua sobre ele. b) Toda ação é anulada pela reação. c) Todo corpo permanece em repouso ou movimento retilíneo uniforme, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças atuantes sobre ele. d) Toda vez que um corpo exerce uma força sobre outro, este exerce sobre aquele uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário. 3. Considere um grande navio, tipo transatlântico, movendo-se em linha reta e com velocidade constante (velocidade de cruzeiro). Em seu interior, existe um salão de jogos climatizado e nele uma mesa de pingue-pongue orientada paralelamente ao comprimento do navio. Dois jovens resolvem jogar pingue-pongue, mas discordam sobre quem deve ficar de frente ou de costas para o sentido do deslocamento do navio. Segundo um deles, tal escolha influenciaria no resultado do jogo, pois o movimento do navio afetaria o movimento relativo da bolinha de pingue-pongue. Nesse contexto, de acordo com as Leis da Física, pode-se afirmar que A) a discussão não é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial não inercial, não afetando o movimento da bola. B) a discussão é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial não inercial, não afetando o movimento da bola. C) a discussão é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial inercial, afetando o movimento da bola. D) a discussão não é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial inercial, não afetando o movimento da bola. 4. Nesta figura, está representado um balão dirigível, que voa para a direita, em altitude constante e com velocidade v, também constante: Sobre o balão, atuam as seguintes forças: o peso P, o empuxo E, a resistência do ar R e a força M, que é devida à propulsão dos motores. Assinale a alternativa que apresenta o diagrama de forças em que estão mais bem representadas as forças que atuam sobre esse balão. 5. (UFG GO/2012) Para proteção e conforto, os tênis modernos são equipados com amortecedores constituídos de molas. Um determinado modelo, que possui três molas 1 IFRN - São Gonçalo do Amarante

2 idênticas, sofre uma deformação de 4 mm ao ser calçado por uma pessoa de 84 kg. Considerando-se que essa pessoa permaneça parada, a constante elástica de uma das molas será, em kn/m, de a) 35,0 b) 70,0 c) 105,0 d) 157,5 e) 210,0 6. (FUVEST SP/2012) Um móbile pendurado no teto tem três elefantezinhos presos um ao outro por fios, como mostra a figura. As massas dos elefantes de cima, do meio e de baixo são, respectivamente, 20 g, 30 g e 70 g. Os valores de tensão, em newtons, nos fios superior, médio e inferior são, respectivamente, iguais a Por meio de dois fios de massas desprezíveis, os objetos P e Q acham-se suspensos, em repouso, ao teto de um elevador que, para o referido observador, se encontra parado. Para o mesmo observador, quando o elevador acelerar verticalmente para cima à razão de 1 m/s 2, qual será o módulo da tensão no fio 2? (Considere a aceleração da gravidade igual a 10m/s 2.) a) 17,6 N. b) 16,0 N. c) 11,0 N. d) 10,0 N. e) 9,C N. 8. Os gráficos abaixo mostram a variação da força feita sobre uma mola (F) em função de seu alongamento (x). 4 F(N) mola-1 5 F(N) mola x(cm) F(N) mola-3 2 x(cm) NOTE E ADOTE: Desconsidere as massas dos fios. Aceleração da gravidade g = 10 m/s 2. a) 1,2; 1,0; 0,7. b) 1,2; 0,5; 0,2. c) 0,7; 0,3; 0,2. d) 0,2; 0,5; 1,2. e) 0,2; 0,3; 0,7. 7. (Ufrs 2005) A figura a seguir representa dois objetos, P e Q, cujos pesos, medidos com um dinamômetro por um observador inercial, são 6 N e 10 N, respectivamente. 2 x(cm) Qual a mola mais dura? Qual o valor da constante elástica desta mola? a) mola 1; K = 2 N/cm b) mola 3; K = 4 N/cm c) mola 2; K = 2,5 N/cm d) mola 1; K = 4 N/cm e) mola 3; K = 8 N/cm 9. (UFRN/2007) Em uma experiência realizada para a determinação da constante elástica, k, de uma mola, mediu-se a força, F, exercida sobre corpos de massas diferentes, suspensos na extremidade da mola, em função do seu alongamento, x. Os dados obtidos desse experimento são representados no gráfico ao lado. Sabendo-se que a mola obedece à Lei de Hooke, o valor da constante k para essa mola é: 2

3 a) 50,0 N/m b) 5,0 N/m c) 0,20 m/n d) 0,02 m/n 10. As figuras abaixo mostram as forças que agem em um corpo, bem como a massa de cada corpo. Para cada um dos casos apresentados, determine a força resultante (módulo, direção e sentido) que age sobre o corpo e a aceleração a que este fica sujeito. a) b) c) d) 11. Calcule a intensidade da força resultante que imprime a um corpo com massa de 68 kg a aceleração de 12 m/s². 12. Sabendo que uma força de 900 N atua num corpo de 150 kg, calcule a aceleração por ele adquirida. 13. Sobre um corpo de 2 kg é aplicada uma força constante de 10 N. Determinar: a) a aceleração adquirida pelo corpo. b) sua velocidade e posição após 3 s de movimento, sabendo que ele partiu do repouso. 14. Quando um lutador dá um soco no rosto do adversário, a cabeça deste se opõe ao soco. Qual é a força maior: a do soco ou a da resistência da cabeça? Explique sua resposta. 15. Uma força resultante com intensidade de 210 N é aplicada a uma mesa, que adquire a aceleração de 5 m/s². Calcule a massa da mesa. 16. Calcule a força necessária para imprimir à massa de 680 g uma aceleração de 12 cm/s². 17. Um corpo de 3 kg de massa parte do repouso e depois de 2,5 s atinge 36 km/h. Calcule: a) aceleração do corpo, em m/s². b) a força resultante nele aplicada. 18. Um automóvel de 500 g variou sua velocidade de 36 km/h para 108 km/h em 40 s. Determine: a) a aceleração do automóvel, supondo que ela seja constante. b) a força resultante nele aplicada. c) sua posição em t = 5s. 19. A respeito das leis de Newton, são feitas três afirmativas: I. A força resultante necessária para acelerar, uniformemente, um corpo de massa 4,0kg, de 10m/s para 20m/s, em uma trajetória retilínea, em 5,0s, tem módulo igual a 8,0N. II. Quando uma pessoa empurra uma mesa, ela não se move, podemos concluir que a força de ação é anulada pela força de reação. III. Durante uma viagem espacial, podem-se desligar os foguetes da nave que ela continua a se mover. Esse fato pode ser explicado pela primeira lei de Newton. Assinale: a) se todas as afirmativas estiverem corretas. b) se todas as afirmativas estiverem incorretas. c) se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas. d) se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas. e) se apenas as afirmativas II e III estiverem corretas. 20. Uma força constante atuando sobre um certo corpo de massa m produziu uma aceleração de 4,0 m/s 2. Se a mesma força atuar sobre outro corpo de massa igual a m/2, a nova aceleração será, em m/s 2 : a) 16,0 b) 8,0 c) 4,0 d) 2,0 e) 1,0 21. No estudo das leis do movimento, ao tentar identificar pares de forças de ação-reação, são feitas as seguintes afirmações: I. Ação: A Terra atrai a Lua. Reação: A Lua atrai a Terra. II. Ação: O pulso do boxeador golpeia o adversário. Reação: O adversário cai. III. Ação: O pé chuta a bola. Reação: A bola adquire velocidade. IV. Ação: Sentados numa cadeira, empurramos o assento para baixo. Reação: O assento nos empurra para cima. O princípio da ação-reação é corretamente aplicado: a) somente na afirmativa I. b) somente na afirmativa II. c) somente nas afirmativas I, II e III. d) somente nas afirmativas I e IV. e) nas afirmativas I, II, III e IV. 3

4 22. A Terra atrai um pacote de arroz com uma força de 49 N. Pode-se, então, afirmar que o pacote de arroz: a) atrai a Terra com uma força de 49 N. b) atrai a Terra com uma força menor do que 49N. c) não exerce força nenhuma sobre a Terra. d) repele a Terra com uma força de 49 N. 23. (UESC-BA) De acordo com a 3ª Lei de Newton, temse um par ação-reação representado em: fora é puxada por ela para dentro, com uma força de mesma intensidade. Assinale a alternativa que contém a afirmação que esclarece essa dúvida corretamente. a) O princípio da ação e reação não é válido nesta situação, porque estão envolvidos dois corpos diferentes. b) A força exercida pela pessoa, para fora, é maior que a força exercida pela gaveta, para dentro. c) As forças são iguais e opostas, mas não se anulam, porque atuam em corpos diferentes. d) A força exercida pela pessoa é maior do que o peso da gaveta. e) A gaveta não é um agente capaz de exercer força sobre uma pessoa. 26. (PUC MG/2008) Um carro está movendo-se para a direita com uma determinada velocidade, quando os freios são aplicados. Assinale a opção que dá o sentido correto para a velocidade v do carro, sua aceleração a e a força resultante F que atua no carro enquanto ele freia. 24. (UFRN/2012) Em Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que envolvem conceitos de Física e que, inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física. Considere a tirinha envolvendo a Turma da Mônica, mostrada a seguir. a) v a F b) c) d) Supondo que o sistema se encontra em equilíbrio, é correto afirmar que, de acordo com a Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton), a) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda formam um par açãoreação. b) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. c) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. d) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão formam um par açãoreação. 25. (UEPB/2006) Um aluno de física, após ter assistido a uma aula sobre o princípio de ação e reação, quer saber como é possível abrir a gaveta de um móvel, se o princípio da ação e reação diz que a pessoa que puxa essa gaveta para 27. (UFRJ) O bloco 1, de 4 kg, e o bloco 2, de 1 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 10 N, aplicada ao bloco 1 e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível. a) Determine a direção e o sentido da força f12 exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e calcule seu módulo. b) Determine a direção e o sentido da força f21 exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 e calcule seu módulo. 4

5 28. (Vunesp) Dois blocos, A e B, de massas 2,0 kg e 6,0 kg, respectivamente, e ligados por um fio, estão em repouso sobre um plano horizontal. Quando puxado para a direita pela força F mostrada na figura, o conjunto adquire aceleração de 2,0 m/s 2. Nestas condições, pode-se afirmar que o módulo da resultante das forças que atuam em A e o módulo da resultante das forças que atuam em B valem, em newtons, respectivamente: a) 4 e 16. c) 8 e 12. e) 1 e 3. b) 16 e 16. d) 4 e (UFRJ) Dois blocos de massa igual a 4kg e 2 kg respectivamente, estão presos entre si por um fio inextensível e de massa desprezível. Deseja-se puxar o conjunto por meio de uma força F cujo módulo é igual a 3N sobre uma mesa horizontal e sem atrito. O fio é fraco e corre o risco de romperse. (ver imagem) d) Corpo 1 tem a maior inércia. e) Corpo 2 tem a maior inércia 31. (UFPB) Conforme a figura abaixo, um barco, puxado por dois tratores, navega contra a corrente de um trecho retilíneo de um rio. Os tratores exercem, sobre o barco, forças de mesmo módulo (F1 = F2), enquanto a corrente atua com uma força FC cujo módulo é 1,92 x 10 4 N. Sabendo-se que o barco e os tratores movem-se com velocidades constantes, que sen θ = 0,80 e cos θ = 0,60, então o valor de F1 é: a) 1,20 x 10 4 N b) 1,60 x 10 4 N c) 1,92 x 10 4 N d) 2,40 x 10 4 N e) 3, 84 x 10 4 N 32. (UEFS BA/2011) O diagrama vetorial da figura esquematiza as forças exercidas por dois elásticos em um dente de uma pessoa que faz tratamento ortodôntico. Qual o melhor modo de puxar o conjunto sem que o fio se rompa, pela massa maior ou pela menor? Justifique sua resposta. 30. (UFPI) A figura abaixo mostra a força em função da aceleração para três diferentes corpos, 1, 2 e 3. Sobre esses corpos é correto afirmar que: Admitindo-se F = 10,0N, sen45 = 0,7 e cos45º = 0,7, a intensidade da força aplicada pelos elásticos no dente, em N, é igual a a) 3 10 b) 2 30 c) 2 85 d) 3 35 e) 2 45 a) Corpo 1 tem a menor inércia. b) Corpo 3 tem a maior inércia. c) Corpo 2 tem a menor inércia. 33. (MACK SP/2008) Um bloco de peso 200N, apoiado sobre uma superfície horizontal e perfeitamente lisa, é mantido em equilíbrio estático pela ação das forças F 1, F2 e F3. Sendo a intensidade das forças F 2 e F3 respectivamente iguais a 140N e 80N, a intensidade da força F 1 é 5

6 a) 60N b) 80N c) 100N d) 120N e) 140N 34. (UFRN/1999) Na correção ortodôntica de uma arcada dentária, foi passado, num dos dentes caninos, um elástico. As extremidades desse elástico foram amarradas a dois molares, um de cada lado da arcada, conforme a figura abaixo. A tensão no elástico é de 10,0 N e o ângulo formado pelas duas partes do elástico é de Nas figuras 1 e 2, estão representadas duas possibilidades para a direção e o sentido da força resultante, FR, que está atuando sobre o referido dente canino. 36. (Uece 2010) Na figura a seguir, o peso P1 e de 500 N e a corda RS e horizontal. Os valores das tensões T1, T2 e T3 e o peso P2, em Newton, são, respectivamente, 37. (PUC RS/2010) Dois operários suspendem um balde por meio de cordas, conforme mostra o esquema a seguir. Assinale a opção na qual se indica, corretamente, a figura que representa FR e o valor de sua intensidade. a) Figura 1 e 14,1 N b) Figura 2 e 14,1 N c) Figura 1 e 10,0 N d) Figura 2 e 10,0 N 35. Dois blocos, de massas M1 e M2, estão ligados através de um fio inextensível de massa desprezível que passa por uma polia ideal, como mostra a figura. O bloco 2 está sobre uma superfície plana e lisa, e desloca-se com aceleração a = 1 m/s 2. Determine a massa M2, em kg, sabendo que M1 = 1 kg. São dados: sen 30º = cos 60º = 1 e 2 sen 60º = cos 30º = 3 2 Sabe-se que o balde, com seu conteúdo, tem peso 50N, e que o ângulo formado entre as partes da corda no ponto de suspensão é 60º. A corda pode ser considerada como ideal 6

7 (inextensível e de massa desprezível). Quando o balde está suspenso no ar, em equilíbrio, a força exercida por um operário, medida em newtons, vale: a) 50 b) 25 c) 50 3 d) 25 2 e) 0,0 38. (UNIFOR CE/2000) Os corpos A e B, de massas ma = 2,0kg e mb = 3,0kg, são presos por um fio de massa desprezível. O sistema é acelerado verticalmente para cima com aceleração de 2,0m/s 2. A aceleração local da gravidade adotada é 10m/s 2. reação da superfície de apoio sobre o corpo tem intensidade 28 N. A aceleração escalar desse corpo vale: Dados: cos = 0,8, sen 2 a) 2,3 m/s 2 b) 4,0 m/s 2 c) 6,2 m/s 2 d) 7,0 m/s 2 e) 8,7 m/s (UNIFOR CE/2001) Num anel atuam simultaneamente três forças coplanares, F 1, F 2 e F 3, representadas abaixo. Nessas condições, a tração T no fio que une os dois corpos vale, em newtons, a) 18 b) 24 c) 30 d) 36 e) (Pucpr 2005) Duas esferas rígidas 1 e 2, de mesmo diâmetro, estão em equilíbrio dentro de uma caixa, como mostra a figura a seguir. Considerando nulo o atrito entre todas as superfícies, assinale o diagrama que representa corretamente as forças de contato que agem sobre a esfera 2 nos pontos A, B e C. A resultante R F1 F2 F3 tem módulo, em newtons, a) 11 b) 9,0 c) 8,0 d) 7,0 e) 5,0 42. (UnB DF/1993) 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 mostrado na figura. F 60º 40. (MACK SP/2002) Um corpo de 4 kg desloca-se com movimento retilíneo uniformemente acelerado, apoiado sobre uma superfície horizontal e lisa, devido à ação da força F. A Nesta situação pode afirmar-se que 00. a força normal exercida pelo plano horizontal é igual a 100N. 7

8 01. o bloco sofre uma aceleração de 4,5m/s 2 (considere g = 10m/s 2 ). 02. a força normal e a força-peso constituem um par ação-reação. 03. o bloco se move com velocidade constante. 43. (Ufpel 2011) Uma caixa A, de peso igual a 300 N, é suspensa por duas cordas B e C conforme a figura abaixo. O valor da tração na corda B é igual a a) 150,0 N. b) 259,8 N. c) 346,4 N. d) 600,0 N. 8