COLEGIO DOMINUS VIVENDI LISTA DE EXERCICIOS DE FISICA PARA ESTUDOS COM RESOLUÇÃO PROFESSOR ANDERSON

Transcrição

1 COLEGIO DOMINUS VIVENDI LISTA DE EXERCICIOS DE FISICA PARA ESTUDOS COM RESOLUÇÃO PROFESSOR ANDERSON 3ª Lei de Newton 1. Um martelo acerta um prego com uma força de 4,0 kgf. Existe, neste caso, a reação? Qual é ela? Quanto vale? 2. Um aluno do ensino médio, depois de estudar a 3ª lei de Newton, colocou para o professor a seguinte questão: "Se a toda força corresponde uma outra igual e oposta, elas se anulam e todos os corpos deveriam permanecer em equilíbrio. Como isso não ocorre, Newton estava errado". Você concorda com o aluno? Explique sua posição. 3. (EE MAUÁ - SP) Sobre a lei de ação e reação, justifique a veracidade ou não das seguintes proposições: I - Se a cada ação corresponde uma reação igual e contrária, elas se anulam e o movimento é impossível; II - Se o peso de um corpo é de 4,5 newtons, esse corpo está atraindo a Terra com uma força de 4,5 newtons em sentido oposto. 4. Na rodovia Dos Bandeirantes ocorreu um acidente onde um carro de passeio colide com um caminhão carregado que vinha em sentido contrário, ambos trafegando à baixa velocidade. Se é válida a terceira lei de Newton, a força no carro de passeio é igual, em módulos, à força do carro de passeio no caminhão. a) Por que o carro de passeio fica muito mais amassado? b) Suponha que as velocidades de ambos, antes da colisão, fossem maiores. De que maneira isso alteraria as forças exercidas entre eles? 5. Quando uma pessoa passeia na praia, observa-se que em cada passada uma certa quantia de areia é jogada para trás. Explique por que isto ocorre. 6. (CESGRANRIO-RJ) Um corpo se encontra em equilíbrio sobre um prato de uma balança, em repouso, no laboratório (figura 1).

2 Na figura 2 estão representada as forças que atuam sobre o corpo ( e ), bem como a força exercida pelo corpo sobre o prato da balança. Podemos afirmar que As condições de equilíbrio implicam: implica: A terceira lei de Newton A) F = N N = P B) P = N N = F C) P = N P = F D) P = F P = N E) P = F F = N Respostas dos Exercícios de Fixação 1) Sim; a força com que o projeto freia o martelo; 4,0 kgf 2) O aluno está errado; embora as forças de ação e reação sejam iguais e oposta, elas não se equilibram pois atuam em corpos distintos 3) I - Justificação igual ao do exercício anterior II - Afirmação verdadeira 4) a) Pois, a carroceria do carro de passeio é mais frágil b) Ambas aumentaria 5) Isto ocorre pois para andar devemos "empurrar o chão para trás" 6) B TRAÇÃO, NORMAL E FAT. 01. (UFV) Uma corda de massa desprezível pode suportar uma força tensora máxima de 200N sem se romper. Um garoto puxa, por meio desta corda esticada horizontalmente, uma caixa de 500N de peso ao longo de piso horizontal. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o piso é 0,20 e, além disso, considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2, determine: a) a massa da caixa; b) a intensidade da força de atrito cinético entre a caixa e o piso; c) a máxima aceleração que se pode imprimir à caixa.

3 02. (UNICAMP) Um caminhão transporta um bloco de ferro de 3,0t, trafegando horizontalmente e em linha reta, com velocidade constante. O motorista vê o sinal (semáforo) ficar vermelho e aciona os freios, aplicando uma desaceleração constante de valor 3,0 m/s 2. O bloco não escorrega. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a carroceria é 0,40. Adote g = 10 m/s 2. a) Qual a intensidade da força de atrito que a carroceria aplica sobre o bloco, durante a desaceleração? b) Qual é a máxima desaceleração que o caminhão pode ter para o bloco não escorregar? Testes: 03. (FUND. CARLOS CHAGAS) Um bloco de madeira pesa 2, N. Para deslocálo sobre uma mesa horizontal, com velocidade constante, é necessário aplicar uma força horizontal de intensidade 1, N. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa vale: a) 5, b) 1, c) 2, d) 2, e) 5, (UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10 m/s 2. Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s 2, concluímos que a força de atração no barbante tem intensidade igual a: a) 40N b) 50N c) 60N d) 70N e) 90N 05. No asfalto seco de nossas estradas o coeficiente de atrito estático entre o chão e os pneus novos de um carro vale 0,80. Considere um carro com tração apenas nas rodas dianteiras. Para este carro em movimento, em uma estrada plana e horizontal, 60% do peso total (carro + passageiros) está distribuído nas rodas dianteiras. Sendo g = 10m/s 2 e não considerando o efeito do ar, a máxima aceleração que a força de atrito pode proporcionar ao carro é de: a) 10 m/s 2 b) 8,0 m/s 2 c) 6,0 m/s 2 d) 4,8 m/s 2 e) 0,48 m/s 2

4 06. Nos dois esquemas da figura temos dois blocos idênticos A e B sobre um plano horizontal com atrito. O coeficiente de atrito entre os blocos e o plano de apoio vale 0,50. As dois blocos são aplicados forças constantes, de mesma intensidade F, com as inclinações indicadas, onde cos q = 0,60 e sen q = 0,80. Não se considera efeito do ar. Os dois blocos vão ser acelerados ao longo do plano e os módulos de suas acelerações são a A e a B. Assinale a opção correta: a) a A = a B ; b) a A > a B ; c) a A < a B ; d) não podemos comparar a A e a B porque não conhecemos o valor de F; e) não podemos comparar a A e a B porque não conhecemos os pesos dos blocos. 07. (UESPI) O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede vertical, mostrados na figura abaixo, é 0,25. O bloco pesa 100N. O menor valor da força F para que o bloco permaneça em repouso é: a) 200N b) 300N c) 350N d) 400N e) 550N 08. (AMAN) Um bloco de 1,0kg está sobre outro de 4,0kg que repousa sobre uma mesa lisa. Os coeficientes de atrito estático e cinemático entre os blocos valem 0,60 e 0,40. A força F aplicada ao bloco de 4,0kg é de 25N e a aceleração da gravidade no local é aproximadamente igual a 10 m/s 2. A aceleração da gravidade é aproximadamente igual a 10 m/s 2. A força de atrito que atua sobre o bloco de 4,0kg tem intensidade de: a) 5,0N b) 4,0N c) 3,0N d) 2,0N

5 e) 1,0N 09. (VUNESP) Um trator se desloca em uma estrada, da esquerda para a direita, com movimento acelerado. O sentido das forças de atrito que a estrada faz sobre as rodas do carro é indicado na figura a seguir: É correto afirmar que: a) o trator tem tração nas quatro rodas; b) o trator tem tração traseira; c) o trator tem tração dianteira; d) o trator está com o motor desligado; e) a situação apresentada é impossível de acontecer. 10. Existem na natureza apenas quatro tipos de forças citadas a seguir em ordem decrescente de intensidade: 1. Força nuclear forte: atua em escala nuclear, tendo, portanto, um alcance extremamente pequeno. É esse tipo de força que mantém os quarks unidos para formarem os prótons e nêutrons e mantém os prótons e nêutrons no núcleo de um átomo. 2. Força eletromagnética: é a força que existe entre partículas dotadas de carga elétrica; pode ser atrativa ou repulsiva. 3. Força nuclear fraca: atua em escala nuclear com alcance ainda menor que o da força nuclear forte; é responsável pelo processo de emissão radioativa. 4. Força gravitacional: é a força atrativa que existe entre partículas dotadas de massa. Baseado no texto, responda: o que é força de atrito? a) é de natureza diferente das quatro forças citadas; b) é de natureza gravitacional; c) é de natureza eletromagnética; d) é de natureza nuclear forte; e) é de natureza nuclear fraca. Resolução: 01 - a) 50kg

6 b) 100N c) 2,0 m/s a) 9,0 kn b) 4,0 m/s A 04 - E 05 - D 06 - A 07 - A 08 - C 09 - C 10 - C ENERGIA MECANICA: 1) Um garoto abandona uma pedra de massa 20 g do alto de um viaduto de 5 m de altura em relação ao solo. Considerando g = 10 m/s 2, determine a velocidade e a energia cinética da pedra ao atingir o solo. (Despreze os efeitos do ar.) 2) Um corpo de massa 0,5 kg é lançado, do solo, verticalmente para cima com velocidade de 12 m/s. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s 2, calcule a altura máxima, em relação ao solo, que o corpo alcança. 3) Um pêndulo de massa 1 kg é levado a posição horizontal e então abandonado. Sabendo que o fio tem um comprimento de 0,8 m e g = 10 m/s 2, calcule a velocidade do pêndulo quando passar pela posição de altura mínima. 4) Do alto de uma torre de 61,6 n de altura, lança-se verticalmente para baixo, um corpo com velocidade de 8 m/s. Calcule a velocidade com que o corpo atinge o solo. Adote g = 10 m/s 2 e despreze os efeitos do ar. 5) Um corpo de massa 2 kg é lançado do solo, verticalmente para cima, com velocidade de 50 m/s. Sabendo que, devido ao atrito com o ar, o corpo dissipa 100 J de energia sob a forma de calor, determine a altura máxima atingida pelo corpo. Adote g = 10 m/s 2. 6) Um corpo de massa igual a 0,5 kg e velocidade constante de 10 m/s choca-se com uma mola de constante elástica 800n/s. Desprezando os atritos, calcule a máxima deformação sofrida pela. mola. 7) Consideremos uma mola de constante elástica 400 N/m, e um corpo de massa 1 kg nela encostado que produz uma compressão de 0,8 m. Liberando a mola, qual é a velocidade do corpo no instante em que perde contato com ela? Despreze as forças de resistência.

7 8) No escorregador mostrado na figura, uma criança com 30 kg de massa, partindo do repouso em A, desliza até B. Desprezando as perdas de energia e admitindo g = 10 m/s 2, calcule a velocidade da criança ao chegar a B. 9) Um corpo de massa m é empurrado contra uma mola cuja constante elástica é 600 N/s, comprimindo-a 30 cm. Ele é liberado e a mola o projeta ao longo de uma superfície sem atrito que termina numa rampa inclinada conforme a figura. Sabendo que a altura máxima atingida pelo corpo na rampa é de 0,9 m e g = 10 m/s 2, calcule m. (Despreze as forças resistivas.) 10) Um corpo de massa 20 kg está sobre uma mola comprimida de 40 cm. Solta-se a mola e deseja-se que o corpo atinja a altura de 10 m em relação à sua posição inicial. Determine a constante elástica da mola. Adote g = 10 m/s 2 e despreze os efeitos do ar. 11) Uma esfera parte do repouso em A e percorre o caminho representado sem nenhum atrito ou resistência. Determine sua velocidade no ponto B. 12) Um carrinho situado no ponto (veja a figura), parte do repouso e alcança o ponto B. a) Calcule a velocidade do carrinho em B, sabendo que 50% de sua energia mecânica inicial é dissipada pelo atrito no trajeto. b) Qual foi o trabalho do atrito entre A e B? 13) Uma esfera de massa 2 kg é lançada horizontalmente do ponto A e deseja-se que ela atinja a pista superior. Os trechos AB e BCD são perfeitamente lisos. A aceleração da gravidade é de 10 m/s 2. Determine a mínima velocidade que o corpo deve ter ao atingir o ponto B.

8 14) Uma esfera é suspensa por um fio ideal. Quando abandonada da posição A sem velocidade inicial, ela passa por B com velocidade de 10 m/s. Desprezando as resistências, determine o valor da altura h, de onde a esfera foi solta. Adote g = 10 m/s 2. 1) 10 m/s 2) 7,2 m/s 3) 4 m/s 4) 36 m/s 5) 120 m 6) 0,25 m 7) 1,6 m/s 8) 8 m/s 9) 3 kg 10) 25 N/m 11) 10 m/s 12) e 20J 13) 10 m/s 14) 5 m