Dinâmica dos bloquinhos 2ª e3ª Leis de Newton

Transcrição

1 Dinâmica dos bloquinhos ª e3ª Leis de Newton 1. (G1 - cftmg 01) Na figura, os blocos A e B, com massas iguais a 5 e 0 kg, respectivamente, são ligados por meio de um cordão inextensível. Desprezando-se as massas do cordão e da roldana e qualquer tipo de atrito, a aceleração do bloco A, em m/s, é igual a a) 1,0. b),0. c) 3,0. d) 4,0.. (Espcex (Aman) 01) Um elevador possui massa de 1500 kg. Considerando a aceleração da gravidade igual a de: a) 4500 N b) 6000 N c) N d) N e) N 10 m s, a tração no cabo do elevador, quando ele sobe vazio, com uma aceleração de 3 m s, é TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Dois blocos, de massas m 1 =3,0 kg e m =1,0 kg, ligados por um fio inextensível, podem deslizar sem atrito sobre um plano horizontal. Esses blocos são puxados por uma força horizontal F de módulo F=6 N, conforme a figura a seguir. (Desconsidere a massa do fio). 3. (Ufrgs 01) A tensão no fio que liga os dois blocos é a) zero. b),0 N. c) 3,0 N. d) 4,5 N. e) 6,0 N.

2 4. (Unesp 011) Observe a tirinha Uma garota de 50 kg está em um elevador sobre uma balança calibrada em newtons. O elevador move-se verticalmente, com aceleração para cima na subida e com aceleração para baixo na descida. O módulo da aceleração é constante e igual a m / s em ambas situações. Considerando g 10m / s, a diferença, em newtons, entre o peso aparente da garota, indicado na balança, quando o elevador sobe e quando o elevador desce, é igual a a) 50. b) 100. c) 150. d) 00. e) (Espcex (Aman) 011) Três blocos A, B e C de massas 4 kg, 6 kg e 8 kg, respectivamente, são dispostos, conforme representado no desenho abaixo, em um local onde a aceleração da gravidade g vale 10m / s. Desprezando todas as forças de atrito e considerando ideais as polias e os fios, a intensidade da força horizontal F que deve ser aplicada ao bloco A, para que o bloco C suba verticalmente com uma aceleração constante de m / s, é de: a) 100 N b) 11 N c) 14 N d) 140 N e) 176 N

3 6. (G1 - cftmg 011) Dois blocos A e B, de massas MA,0 kg e MB 3,0 kg estão acoplados através de uma corda inextensível e de peso desprezível que passa por uma polia conforme figura. Esses blocos foram abandonados, e, após mover-se por 1,0 m, o bloco B encontrava-se a 3,0 m do solo quando se soltou da corda. Desprezando-se a massa da polia e quaisquer formas de atrito, o tempo necessário, em segundos, para que B chegue ao chão e igual a a) 0,. b) 0,4. c) 0,6. d) 0,8. 7. (G1 - uftpr 008) Os corpos A, B e C a seguir representados possuem massas m(a) = 3 kg, m(b) = kg e m(c) = 5 kg. Considerando que estão apoiados sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa e que a força F vale 0 N, determine a intensidade da força que o corpo A exerce no corpo B. a) 14 N. b) 8 N. c) N. d) 10 N. e) 1 N. 8. (Uerj 008) Os corpos A e B, ligados ao dinamômetro D por fios inextensíveis, deslocam-se em movimento uniformemente acelerado. Observe a representação desse sistema, posicionado sobre a bancada de um laboratório. A massa de A é igual a 10 kg e a indicação no dinamômetro é igual a 40 N. Desprezando qualquer atrito e as massas das roldanas e dos fios, estime a massa de B.

4 9. (G1 - cftmg 008) Um trabalhador empurra um conjunto formado por dois blocos A e B de massas 4 kg e 6 kg, respectivamente, exercendo sobre o primeiro uma força horizontal de 50 N, como representado na figura a seguir. Admitindo-se que não exista atrito entre os blocos e a superfície, o valor da força que A exerce em B, em newtons, é a) 50. b) 30. c) 0. d) 10. TEXTO PARA AS QUESTÕES 10 E 11: Na figura, o bloco A tem uma massa M A = 80 kg e o bloco B, uma massa M B = 0 kg. São ainda desprezíveis os atritos e as inércias do fio e da polia e considera-se g = 10m/s. 10. (Pucmg 007) Sobre a aceleração do bloco B, pode-se afirmar que ela será de: a) 10 m/s para baixo. b) 4,0 m/s para cima. c) 4,0 m/s para baixo. d),0 m/s para baixo. 11. (Pucmg 007) O módulo da força que traciona o fio é: a) 160 N b) 00 N c) 400 N d) 600 N

5 1. (Ufpe 007) Dois blocos, de massas M 1 e M, estão ligados através de um fio inextensível de massa desprezível que passa por uma polia ideal, como mostra a figura. O bloco está sobre uma superfície plana e lisa, e desloca-se com aceleração a = 1 m/s. Determine a massa M, em kg, sabendo que M 1 = 1 kg. Considere para a aceleração da gravidade 10 m/s. 13. (Ufpe 006) Um bloco A homogêneo, de massa igual a 3,0 kg, é colocado sobre um bloco B, também homogêneo, de 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. 14. (Ufal 006) Uma força F horizontal e de intensidade 30 N é aplicada num corpo A de massa 4,0 kg, preso a um corpo B de massa,0 kg que, por sua vez, se prende a um corpo C. O coeficiente de atrito entre cada corpo e a superfície horizontal de apoio é 0,10 e verifica-se que a aceleração do sistema é, nessas condições,,0 m/s. Adote g = 10 m/s e analise as afirmações. a) ( ) A massa do corpo C é 5,0 kg. b) ( ) A tração no fio que une A a B tem módulo 18 N. c) ( ) A força de atrito sofrida pelo corpo A vale 4,0 N. d) ( ) A tração no fio que une B a C tem intensidade 8,0 N. e) ( ) A força resultante no corpo B tem módulo 4,0 N. 15. (G1 - cftce 006) Na figura têm-se três caixas com massas m 1 = 45,0 kg, m = 1,0 kg, e m 3 = 34,0 kg, apoiadas sobre uma superfície horizontal sem atrito. a) Qual a força horizontal F necessária para empurrar as caixas para a direita, como se fossem uma só, com uma aceleração de 1,0m/s? b) Ache a força exercida por m em m 3.

6 16. (G1 - cftce 005) Os fios são inextensíveis e sem massa, os atritos são desprezíveis e os blocos possuem a mesma massa. Na situação 1, da figura, a aceleração do bloco apoiado vale a 1. Repete-se a experiência, prendendo um terceiro bloco, primeiro, ao bloco apoiado, e, depois, ao bloco pendurado, como mostram as situações e 3 da figura. Os módulos das acelerações dos blocos, em e 3, valem a e a 3, respectivamente. Calcule a /a 1 e a 3 /a (Fgv 005) 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. 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 0. b) 70 e 40. c) 70 e 50. d) 60 e 0. e) 60 e (G1 - cftmg 005) Um elevador de cargas possui massa total igual a 6,0 10 kg e o cabo que o sustenta suporta uma tensão máxima de 7, 10 3 N. A aceleração máxima, em m/s, que esse cabo pode imprimir ao elevador é a) 0,0. b),0. c) 11. d) (Ufrn 00) Artêmis apresentou, em um dos seus trabalhos submetidos a uma revista de ensino de Física, uma análise dos conceitos físicos que aparecem nos desenhos animados. Dentre os casos que ela abordou, um particularmente interessante foi sobre a distraída Pantera Cor-de-Rosa. Nas suas ilustrações, Artêmis pôde registrar duas situações distintas de um episódio: - na primeira situação (figura 1), fisicamente possível, a Pantera encontra-se subindo um edifício com o auxílio de um elevador rudimentar e, nessa situação, ela precisa exercer uma força na corda para erguer-se. Ao chegar ao topo do edifício, a distraída Pantera solta a corda e cai em queda livre juntamente com o elevador. - na segunda situação (figura ), fisicamente impossível, tem-se ilustrado o forte impacto do elevador ao se chocar com o solo, enquanto a Pantera livra-se dessa situação mortal dando um pequeno salto para fora do elevador.

7 Diante das situações apresentadas, a) justifique o motivo pelo qual a situação da figura é fisicamente impossível. b) esboce, separadamente, diagramas de forças que atuam na Pantera e no elevador durante a subida (figura 1). Considere que a roldana e a corda são ideais, há ausência de atrito no eixo da roldana e que a subida é feita com velocidade constante. 0. (Ufjf 00) A figura a seguir esquematiza um equipamento de bate-estacas usado na construção civil, que eleva um bloco de ferro de massa igual a 500 kg com aceleração constante para cima de m/s. Despreze o atrito, as rotações e considere que o cabo do bate-estacas seja inextensível. a) Faça o diagrama das forças que atuam no bloco durante a subida, identificando-as. b) Calcule a tensão no cabo durante a subida.

8 Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica: PA ma mb a 10 8 a a m / s. Resposta da questão : [E] Pela Segunda Lei de Newton, temos: FR m.a T P ma T x3 T 19500N. Resposta da questão 3: [D] Analisando as forças atuantes no sistema, podemos notar que a força F é responsável pela aceleração dos dois blocos. Assim sendo: R (m1 m )a 6 (3 1)a 6 4 a a 1,5 m s Analisando agora, exclusivamente o corpo 1, notamos que a tensão é a força responsável pela aceleração do mesmo. T m1 a T 3 1,5 T 4,5 N Resposta da questão 4: [D] Elevador subindo: N1 P ma N x N1 600N Elevador descendo: P N ma 500 N 50x N 400N N1 N N. Resposta da questão 5: [E] Tratando o conjunto de blocos como se fosse um só, teremos a força F a favor do movimento e os pesos de B e C contrários. Aplicando a Segunda Lei de Newton ao conjunto, teremos: B C F (P P ) m a F x F 176N

9 Resposta da questão 6: [C] Inicialmente, os blocos têm a mesma aceleração e, portanto, podem ser considerados com um único bloco de 5,0kg, sendo acelerado por uma força resultante de FR N. F m.a 10 5a a,0m / s R Quando o fio for cortado, a aceleração de B passará a ser de 10m/s. Primeiro movimento 1 1 ΔS V 0.t a.t 1 xxt1 1 t 1,0s V V at V x1,0m / s 0 Segundo movimento 1 1 ΔS V.t a.t 3 t x10xt 0 4x5x3 8 t 0,6s x5 10 5t t 3 0 A partir do rompimento do cabo, o tempo é 0,6s. Resposta da questão 7: [A] Resposta da questão 8: A tração de 40 N no fio não é capaz de fazer com que A suba acelerado, pois este pesa 100 N. Assim, considerando que A desça acelerado, pelo princípio fundamental da dinâmica temos, para o corpo A, que: = 10.a ==> a = = 6 m/s Para o corpo B: 40 - m.10 = m.6 40 = 16.m m = 40 =,5 kg 16 Resposta da questão 9: [B] Considerando o conjunto: F = m.a 50 = (4+6).a ==> a = 5 m/s Considerando o corpo B: F = m.a

10 F = 6.5 = 30 N Resposta da questão 10: [D] Resposta da questão 11: [A] Resposta da questão 1: M = 9 kg. Resposta da questão 13: 90 N. Resposta da questão 14: F V V F V Resposta da questão 15: a) F = 10 N. b) F 3 = 40,8 N. Resposta da questão 16: Da primeira figura mg = ma 1 ==> a 1 = g Da segunda figura mg = 3ma ==> a = g 3 Da terceira figura mg = 3ma 3 ==> a 3 = g 3 Então g a 3 a1 g 3 g a a1 g 3 Resposta da questão 17: [C] Resposta da questão 18: [B]

11 Resposta da questão 19: a) a pantera continua a cair, mesmo saindo do elevador. b) Observe a figura a seguir: Resposta da questão 0: a) Observe o diagrama adiante: b) 6000 N