1 IFRN - São Gonçalo do Amarante

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA CAMPUS: CURSO: ALUNO: DISCIPLINA: FÍSICA I PROFESSOR: EDSON JOSÉ LISTA DE EXERCÍCIOS 1. (Unesp 2004) A figura mostra um bloco de massa m subindo uma rampa sem atrito, inclinada de um ângulo š, depois de ter sido lançado com uma certa velocidade inicial. Dessas afirmações, é correto apenas o que se lê em a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV 3. (Ufg 2007) Aplica-se uma força horizontal ù sobre um bloco de peso P que está em repouso sobre um plano que faz um ângulo 90 com a horizontal, conforme a figura a seguir. Desprezando a resistência do ar, a) faça um diagrama vetorial das forças que atuam no bloco e especifique a natureza de cada uma delas. b) determine o módulo da força resultante no bloco, em termos da massa m, da aceleração g da gravidade e do ângulo. Dê a direção e o sentido dessa força. 2. (Pucsp 2007) Um caixote de madeira de 4,0 kg é empurrado por uma força constante ù e sobe com velocidade constante de 6,0 m/s um plano inclinado de um ângulo α, conforme representado na figura. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano é µ. Nesta situação, pode-se afirmar que a) a força de atrito será nula quando F sen = P cos. b) o bloco não se move para cima a partir de um determinado < 90. c) a força normal será nula para = 90. d) a força de atrito será igual a F cos + P sen na iminência do deslizamento. e) o bloco poderá deslizar para baixo desde que µ = tg. 4. (Ufpel 2005) A direção da força F é paralela ao plano inclinado e o coeficiente de atrito cinético entre as superfícies em contato é igual a 0,5. Com base nisso, analise as seguintes afirmações: I) O módulo de F é igual a 24 N. II) F é a força resultante do movimento na direção paralela ao plano inclinado. III) As forças contrárias ao movimento de subida do caixote totalizam 40 N. IV) O módulo da força de atrito que atua no caixote é igual a 16 N. Um caminhão-tanque, após sair do posto, segue, com velocidade constante, por uma rua plana que, num dado trecho, é plana e inclinada. O módulo da aceleração da gravidade, no local, é g=10m/s 2, e a massa do caminhão, 22t, sem considerar a do combustível. É correto afirmar que o coeficiente de atrito dinâmico entre o caminhão e a rua é a) µ = cot α. b) µ = csc α. c) µ = sen α. 1 IFRN - São Gonçalo do Amarante

2 d) µ = tan α. e) µ = cos α. 5. (Pucmg 2006) Na montagem mostrada na figura, os corpos A e B estão em repouso e todos os atritos são desprezíveis. O corpo B tem uma massa de 8,0 kg. Qual é então o peso do corpo A em newtons? 8. Uma indústria utiliza esteiras que se movem com velocidade constante v = 3 m/s para transportar caixas contendo a sua produção. Em determinado setor as caixas são transportadas através de uma esteira inclinada conforme ilustra a figura. Considere a massa da esteira igual a zero e que só existe atrito entre a superfície da esteira e a superfície das caixas. g = 10 m/s 2 sen 45 = ( 2)/2 cos 45 = ( 2)/2 a) 80 b) c) 40 2 d) (FEPECS DF/2012) Um plano inclinado tem ângulo de máximo aclive igual a 30º, como indicado na figura. Uma força F, aplicada na direção de máximo aclive com o sentido de subida no plano inclinado, empurra um bloco de massa m = 1,0kg, que sobe na direção e sentido da força F. Sabendo que o módulo de F é 10 N e considerando o módulo da aceleração da gravidade como 10m/s 2, concluímos que a aceleração do bloco tem módulo igual a: a) 20 m/s 2 ; b) 15 m/s 2 ; c) 10 m/s 2 ; d) 5,0 m/s 2 ; e) 0,0 m/s (UFPE/2012) Um bloco de massa m = 4,0 kg é impulsionado sobre um plano inclinado com velocidade inicial v0 = 15 m/s, como mostra a figura. Ele desliza em um movimento descendente por uma distância L = 5,0 m, até parar. Calcule o módulo da força resultante que atua no bloco, ao longo da decida, em newtons. 9. (UNIRG/2012) Para que não ocorra deslizamento entre as superfícies da caixa e da esteira deve-se escolher, de acordo com a inclinação da esteira, os materiais que compõem a caixa e a esteira. Esta escolha é feita com base no coeficiente de atrito estático entre os materiais da caixa e da esteira. Considere o ângulo de inclinação da esteira igual a 60º. Assinale a alternativa que apresenta o valor do coeficiente de atrito estático, entre as duas superfícies, para que não ocorra o deslizamento. a) 0,5 b) 2 c) 3 d) 2,1 Gab: C 10. (UNISC RS/2011) A seguinte figura representa um bloco de massa m parado sobre um plano inclinado de com a horizontal. Sabendo que Fat representa a força de atrito que existe entre o bloco e o plano inclinado, que P é o peso do bloco de massa m e que N é a força normal, neste caso, podemos afirmar que as forças que atuam sobre o corpo são representadas pelo diagrama de forças da figura: a) b) c) d) e) Gab: 90 N 2

3 11. (UEM PR/2010) Três corpos, A, B e C, estão a uma mesma altura em relação ao solo. O corpo A cai em queda livre, enquanto o corpo B é solto e desliza sobre uma rampa inclinada sem atrito, e o corpo C é lançado horizontalmente, conforme ilustra a figura abaixo. 2 Dados : g 10 m/s sen 0,6 cos 0,8 a) 1,6 N b) 1,8 N c) 2,0 N d) 16 N e) 18 N 14. (UNIMONTES MG/2008) Um corpo de massa m = 8 kg é puxado por uma força F = 100N sobre uma superfície lisa, sem atrito (veja a figura). A aceleração do corpo, durante a subida, é Com base nessas informações, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. Os tempos de queda dos corpos A, B e C independem de suas respectivas massas. 02. Se os corpos A, B e C forem soltos juntos, o corpo B demora mais para chegar ao solo. 04. Se as massas forem iguais, os corpos A, B e C sofrerão a mesma variação na sua energia cinética ao chegarem ao solo. 08. Se as massas forem iguais, os corpos A, B e C terão a mesma aceleração, imediatamente antes de atingirem o solo. 16. Se as massas forem iguais, os trabalhos realizados pela força gravitacional sobre os corpos A, B e C serão iguais. Gab: (PUC RJ/2010) Um bloco escorrega a partir do repouso por um plano inclinado que faz um ângulo de 45º com a horizontal. Sabendo que durante a queda a aceleração do bloco é de 5,0 m/s 2 e considerando g= 10m/s 2, podemos dizer que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 e) 0,5 13. (MACK SP/2009) Em um ensaio físico, desenvolvido com o objetivo de se estudar a resistência à tração de um fio, montou-se o conjunto ilustrado abaixo. Desprezado o atrito, bem como as inércias das polias, do dinamômetro (D) e dos fios, considerados inextensíveis, a indicação do dinamômetro, com o sistema em equilíbrio, é a) 7,5 m/s 2. b) 10,5 m/s 2. c) 2,5 m/s 2. d) 5,0 m/s 2. Gab: A 15. (UNIFOR CE/2007) Uma mola de constante elástica k = 100 N/m tem uma de suas extremidades presa à parte superior de um plano inclinado de ângulo com a horizontal. Sua outra extremidade é presa a um corpo de massa m = 2,0 kg, cujo atrito com a superfície em que se apóia é desprezível. Adotando g = 10m/s 2, sen = 0,60 e cos = 0,80, a deformação apresentada pela mola é, em cm, a) 20 b) 16 c) 12 d) 8,0 e) 4,0 Gab: C 16. (UFRRJ /2007) Um bloco de massa 5 kg está parado sobre um plano inclinado de um ângulo de 30º com a horizontal, preso a uma mola, de constante elástica k 100 N/m, como mostra a figura. O atrito entre o bloco e o plano pode ser desprezado. 3

4 a) Represente as forças que atuam na caixa e escreva quem exerce cada uma das forças. b) Calcule a deformação da mola nessa situação. Gab: a) As forças que atuam sobre a caixa são o Peso, P, exercido pela gravidade, a força N, exercida pelo plano, e a força Fe, exercida pela mola b) 0,25 m 17. (UFRRJ /2006) Usar g = 10 m/s 2 sempre que necessário. Uma caixa de massa 24 kg escorrega pela rampa de um caminhão com velocidade constante. Determine a) a direção e o sentido da força exercida pela rampa na caixa; b) o módulo da força exercida pela rampa na caixa. Gab: a) a direçaõ de FR deve ser vertical e seu sentido para cima b) 24 x10 240N F R 18. (UFRRJ /2006) Um bloco de massa M, preso por uma corda, encontra se em repouso sobre um plano inclinado perfeitamente liso que faz um ângulo com a horizontal. a) 125 N b) 120 N c) 100 N d) 80 N e) 75 N 20. (PUC PR/2001) Um corpo de massa m encontra-se apoiado sobre uma placa plana e horizontal. Lentamente a placa vai sendo suspensa.observa-se que para um ângulo, o corpo começa a escorregar. Se o experimento fosse realizado na lua (aceleração gravitacional menor que na terra), é correto afirmar que o ângulo com o qual o corpo começaria escorregar seria: a) Maior, pelo fato de o peso do corpo ser maior. b) Menor, pelo fato de o peso do corpo ser maior. c) Maior, pois o coeficiente de atrito seria maior. d) Maior, pois a força de atrito seria maior. e) Igual, pois o coeficiente de atrito não muda. Gab: E 21. (FEI SP/2000) Solta-se um bloco em uma ladeira com inclinação de 53 o. Se a massa do bloco vale 1000 kg e o coeficiente de atrito é = 0,1, determine qual a velocidade do bloco após este percorrer 100 m? Sendo N a força exercida pelo plano no bloco, podemos afirmar que N é a) igual, em módulo, à força peso. b) o par ação-reação da força peso. c) igual, em módulo, à projeção da força peso na direção da normal ao plano. d) igual, em módulo, à projeção da força peso na direção da corda. e) maior, em módulo, que a força exercida pela corda. Gab: C 19. (FUVEST SP/2005) O mostrador de uma balança, quando um objeto é colocado sobre ela, indica 100 N, como esquematizado em A. Se tal balança estiver desnivelada, como se observa em B, seu mostrador deverá indicar, para esse mesmo objeto, o valor de: Dados: cos53 o = 0,6 e sen53 o = 0,8 a) 10 m/s b) 15 m/s c) 20 m/s d) 25 m/s e) 30 m/s Gab: C 22. (UFMG/1999) As figuras mostram uma pessoa erguendo um bloco até uma altura h em três situações distintas. 4

5 uma mola elástica e longa, de massa desprezível e constante 2N/m. Considerando g = 10m/s 2, julgue os itens a seguir. B A Na situação I, o bloco é erguido verticalmente; na II, é arrastado sobre um plano inclinado; e, na III, é elevado utilizando-se uma roldana fixa. Considere que o bloco se move com velocidade constante e que são desprezíveis a massa da corda e qualquer tipo de atrito. Considerando-se as três situações descritas, a força que a pessoa faz é a) igual ao peso do bloco em II e maior que o peso do bloco em I e III. b) igual ao peso do bloco em I, II e III. c) igual ao peso do bloco em I e menor que o peso do bloco em II e III. d) igual ao peso do bloco em I e III e menor que o peso do bloco em II. 23. (UFMG/1997) A figura mostra uma bola descendo uma rampa. Ao longo da rampa estão dispostos cinco cronômetros, C1, C2,...C5 igualmente espaçados. Todos os cronômetros são acionados, simultaneamente (t = 0) quando a bola começa a descer a rampa partido do topo. Cada um dos cronômetros pára quando a bola passa em gente a ele. Desse modo obtém se os tempos que a bola gastou para chegar em frente de cada cronômetro O módulo da velocidade máxima do corpo vale 11 m / s. 01. O módulo da aceleração máxima do corpo vale 10m/s A mola é comprimida 11m até que o corpo pare na sua posição mais baixa. 03. Após atingir a sua posição mais baixa, o corpo sobe até que a mola se estique, e então fica em repouso. 04. Se entre os pontos A e B houvesse atrito com coeficiente cinético máxima de 9,9m. Gab: 00. E; 01. E; 02. C; 03. E; 04. E 3, então a mola sofreria compressão (UDESC/2009) O gráfico abaixo representa a força de atrito (fat) entre um cubo de borracha de 100 g e uma superfície horizontal de concreto, quando uma força externa é aplicada ao cubo de borracha. C 1 C 2 C3 C4 C5 A figura que melhor representa as marcações dos cronômetros em um eixo de tempo é: a. t b. c. d. 24. (UnB DF/1991) Um corpo de massa 2kg encontrasse sobre um plano inclinado sem atrito, que forma 30º com a horizontal. O corpo é solto no ponto A quando dista 1,1m da extremidade B de t t t Assinale a alternativa correta, em relação à situação descrita pelo gráfico. a) O coeficiente de atrito sintético é 0,8. b) Não há movimento relativo entre o cubo e a superfície antes que a força de atrito alcance o valor de 1,0 N. c) O coeficiente de atrito estático é 0,8. d) O coeficiente de atrito cinético é 1,0. e) Há movimento relativo entre o cubo e a superfície para qualquer valor da força de atrito. 26. (UFAL/2004) Um corpo, de massa 0,20 kg, é comprimido contra uma parede vertical por meio de uma força horizontal F de intensidade 8,0 N e fica, nessas condições, prestes a escorregar para baixo. 5

6 Adote g = 10 m/s 2 e calcule: a) o coeficiente de atrito estático entre o corpo e a parede; b) o valor da força de atrito se F passar a ter intensidade de 16 N. 27. (Unesp 2006) Dois blocos, A e B, com A colocado sobre B, estão em movimento sob ação de uma força horizontal de 4,5 N aplicada sobre A, como ilustrado na figura. Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale 0,20, e a aceleração da gravidade, 10 m/s 2, então o módulo de ù, em newtons, vale a) 25 b) 20 c) 15 d) 10 e) 5,0 30. (UFPE/2010) Considere dois blocos empilhados, A e B, de massas ma = 1,0 kg e mb = 2,0 kg. Com a aplicação de uma força horizontal F 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, em newtons, para que não ocorra deslizamento entre os blocos. Considere que não há atrito entre o bloco B e o solo e que as massas são respectivamente ma = 1,8 kg e mb = 1,2 kg. Tomando g = 10 m/s 2, calcule a) a aceleração dos blocos, se eles se locomovem juntos. b) o valor mínimo do coeficiente de atrito estático para que o bloco A não deslize sobre B. 28. (Ufrj 2007) Um sistema é constituído por um barco de 100 kg, uma pessoa de 58 kg e um pacote de 2,0 kg que ela carrega consigo. O barco é puxado por uma corda de modo que a força resultante sobre o sistema seja constante, horizontal e de módulo 240 newtons. 31. (UFRJ) Um caminhão está se deslocando numa estrada plana, retilínea e horizontal. Ele transporta uma caixa de 100 kg apoiada sobre o piso horizontal de sua carroceria, como mostra a figura. Num dado instante, o motorista do caminhão pisa o freio. A figura a seguir representa, em gráfico cartesiano, como a velocidade do caminhão variam em função do tempo. Supondo que não haja movimento relativo entre as partes do sistema, calcule o módulo da força horizontal que a pessoa exerce sobre o pacote. 29. (Fatec 2006) O bloco da figura, de massa 5,0 kg, move-se com velocidade constante de 1,0 m/s, num plano horizontal, sob a ação da força ù, constante e horizontal. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o piso da carroceria vale 0,30. Considere g = 10 m/s 2. Verifique se, durante a freada, a caixa permanece em repouso em relação ao caminhão ou desliza sobre o piso da carroceria. Justifique sua resposta. 6

7 32. (Unesp 2004) Um bloco de massa 2,0 kg repousa sobre outro de massa 3,0 kg, que pode deslizar sem atrito sobre uma superfície plana e horizontal. Quando uma força de intensidade 2,0 N, agindo na direção horizontal, é aplicada ao bloco inferior, como mostra a figura, o conjunto passa a se movimentar sem que o bloco superior escorregue sobre o inferior. Considerando g = 10,0 m/s 2, a altura em que o bloco se encontrava em t = 0,4 s era a) 0,5 m. b) 1,0 m. c) 1,6 m. d) 2,5 m. e) 3,2 m. Nessas condições, determine a) a aceleração do conjunto. b) a intensidade da força de atrito entre os dois blocos. 33. (Pucsp 2006) 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. 35. (PUC SP/2008) Um garoto corre com velocidade de 5 m/s em uma superfície horizontal. Ao atingir o ponto A, passa a deslizar pelo piso encerado até atingir o ponto B, como mostra a figura. O coeficiente de atrito estático entre a borracha e a superfície, e a aceleração adquirida pelo bloco quando a intensidade da força F atinge 30N são, respectivamente, iguais a a) 0,3; 4,0 m/s 2 b) 0,2; 6,0 m/s 2 c) 0,3; 6,0 m/s 2 d) 0,5; 4,0 m/s 2 e) 0,2; 3,0 m/s 2 Considerando a aceleração da gravidade 2 g 10 m/s, o coeficiente de atrito cinético entre suas meias e o piso encerado é de a) 0,050 b) 0,125 c) 0,150 d) 0,200 e) 0, (Unifesp 2006) Suponha que um comerciante inescrupuloso aumente o valor assinalado pela sua balança, empurrando sorrateiramente o prato para baixo com uma força ù de módulo 5,0 N, na direção e sentido indicados na figura. 34. (Unesp 2005) Um bloco sobe uma rampa deslizando sem atrito, em movimento uniformemente retardado, exclusivamente sob a ação da gravidade, conforme mostrado na figura 1. Ele parte do solo no instante t = 0 e chega ao ponto mais alto em 1,2 s. O módulo da velocidade em função do tempo é apresentado no gráfico na figura 2. 7

8 Com essa prática, ele consegue fazer com que uma mercadoria de massa 1,5 kg seja medida por essa balança como se tivesse massa de a) 3,0 kg. b) 2,4 kg. c) 2,1 kg. d) 1,8 kg. e) 1,7 kg. 37. (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. (32) Se a mesa deslizar com aceleração constante, o sentido da força de atrito que age sobre o livro será da esquerda para a direita. 39. (Ufrrj 2006) Um homem está puxando uma caixa sobre uma superfície, com velocidade constante, conforme indicado na figura 1. Escolha, dentre as opções a seguir, os vetores que poderiam representar as resultantes das forças que a superfície exerce na caixa e no homem. 38. (Ufsc 2005) Um homem empurra uma mesa com uma força horizontal ù da esquerda para a direita, movimentando-a neste sentido. Um livro solto sobre a mesa permanece em repouso em relação a ela. 40. (Ufpe 2007) Um bloco desliza, com atrito, sobre um hemisfério e para baixo. Qual das opções a seguir melhor representa todas as forças que atuam sobre o bloco? Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) Se a mesa deslizar com velocidade constante, atuarão somente as forças peso e normal sobre o livro. (02) Se a mesa deslizar com velocidade constante, a força de atrito sobre o livro não será nula. (04) Se a mesa deslizar com aceleração constante, atuarão sobre o livro somente as forças peso, normal e a força. (08) Se a mesa deslizar com aceleração constante, a força de atrito que atua sobre o livro será responsável pela aceleração do livro. (16) Como o livro está em repouso em relação à mesa, a força de atrito que age sobre ele é igual, em módulo, à força. 41. (Ufg 2005) No sistema representado na figura abaixo, as duas molas são iguais, têm 1 m de comprimento e estão relaxadas. Quando o fio é cortado, a esfera de massa 5,1 kg desce 1 m até parar momentaneamente. 8

9 Dados: 2 = 1,41 g = 10 m/s 2 Calcule: a) o valor da constante elástica k das molas; b) a energia cinética da massa após ter descido 75 cm. 42. (Unicamp 2004) A elasticidade das hemácias, muito importante para o fluxo sangüíneo, é determinada arrastandose a hemácia com velocidade constante V através de um líquido. Ao ser arrastada, a força de atrito causada pelo líquido deforma a hemácia, esticando-a, e o seu comprimento pode ser medido através de um microscópio (vide esquema). O gráfico apresenta o comprimento L de uma hemácia para diversas velocidades de arraste V. O comprimento de repouso desta hemácia é Lo = 10 micra. 44. (UFF RJ/2010) Um carro desloca-se para frente em linha reta sobre uma estrada horizontal e plana com uma velocidade que varia em função do tempo, de acordo com o gráfico mostrado na figura. a) A força de atrito é dada por F(atrito) = - bv, com b sendo uma constante. Qual é a dimensão de b, e quais são as unidades no SI? b) Sendo b = 1,0 x 10 8 em unidades do SI, encontre a força de atrito quando o comprimento da hemácia é de 11 micra. c) Supondo que a hemácia seja deformada elasticamente, encontre a constante de mola k, a partir do gráfico. 43. (ENEM-13) Em um dia sem vento, ao saltar de um avião, um paraquedista cai verticalmente até atingir a velocidade limite. No instante em que o paraquedas é aberto (instante TA), ocorre a diminuição de sua velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do paraquedas, ele passa a ter velocidade de queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança. Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista, durante o seu movimento de queda? Escolha a opção que representa a força resultante que o solo faz sobre o carro. a) b) c) d) e) 9