ESTUDO DIRIGIDO LEIS DE NEWTON E SUAS APLICAÇÕES 2ª ETAPA

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1 Curso: Engenharia Civil Disciplina: Física Geral Experimental I Período: 1 período Data: 04/16/2014 Prof.a: Érica Estanislau Muniz Faustino ESTUDO DIRIGIDO LEIS DE NEWTON E SUAS APLICAÇÕES 2ª ETAPA 1- Desde antes da última reforma das Leis de Trânsito sabemos que é obrigatório o uso do cinto de segurança em todo território nacional. Numa freada brusca, a tendência do corpo do motorista ou dos passageiros é permanecer em movimento por: a) ressonância; b) inércia; c) ação e reação; d) atrito 2- Sem atrito, um bloco de massa m = 0,5 kg desloca-se em uma mesa sob a ação de um a força horizontal de intensidade F = 2 N. Imagine que essa experiência seja feita na Lua, com o mesmo bloco, puxado pela mesma força sobre a mesma mesa. Considere na Terra g = 10 m /s 2 e, na Lua g = 1,6 m/s 2. Sobre essa experiência são feitas as seguintes afirmativas: I. Na Terra, o bloco, ao ser puxado sobre a mesa, adquire uma aceleração a = 4 m /s 2. II. A mesa do bloco, na Lua, é igual a 0,5 kg. III. Na Lua, o bloco, ao ser puxado sobre a mesa, adquire uma aceleração a = 4 m /s 2. IV. O peso do bloco, na Terra, é 5 N. V. O peso do bloco, na Lua, é 0,8 N. Está (ão) CORRETA(S): a) Apenas I e II. b) Apenas III e IV. c) Apenas IV. d) Apenas V. e) Todas. 3- O cabo de um reboque arrebenta se nele for aplicada uma força que exceda 1800 N. Suponha que o cabo seja usado para rebocar um carro de 900 kg ao longo de uma rua plana e retilínea. Nesse caso, que aceleração máxima o cabo suportaria? a) 0,5 m/s 2 b) 1,0 m/s 2 c) 2,0 m/s 2 d) 4,0 m/s 2.

2 4- Marque a alternativa incorreta quanto no que diz respeito aos conceitos de massa e peso. a) A massa de um corpo independe do local onde o corpo se encontra, enquanto peso depende da gravidade do local. b) Peso e massa são conceitos idênticos. c) Peso é uma força medida em newtons. d) Medimos massa com uma balança e tem unidade no sistema internacional de kg. 5- De acordo com a Terceira Lei de Newton, duas forças que formam um par ação-reação apresentam estas características, exceto: a) mesmo módulo; b) mesma direção; c) sentidos opostos; d) atuam em corpos diferentes. e) anulam-se uma à outra. 6- Um homem está num elevador que sobe acelerado, a força normal aplicada pelo elevador, no homem é: a)maior que o peso do homem. b) menor que a metade do homem; c) igual ao peso do homem; d) igual à metade do peso do homem. 7- Admita que a sua massa seja 60 kg e você esteja sobre uma balança, dentro da cabina de um elevador. Sendo g = 10 m/s 2 e a balança calibrada em newtons, a indicação por ela fornecida, quando a cabina desce acelerada com aceleração constante de 3 m/s 2, é: a)180 N b) 240 N c) 300 N d) 420 N e) 780 N.

3 8- Em um bloco de massa M = 20 kg. Está suspenso por meio de um fio. A figura ao lado mostra um bloco de suspenso por três cordas. Quais as tensões nas cordas dos fios Ɵ 1 e Ɵ 2? Considere os ângulos Ɵ 1 = 28º e Ɵ 2 = 37º com seus respectivos valores sen 28º = 0,46; cos 28º = 0,88; sen 37º = 0,60; cos 37º = 0,79. E g = 9,8 m/s Na situação seguinte, não há atrito entre os blocos e o plano horizontal, a influencia do ar é desprezível e as massas de A e de B valem, respectivamente, 4,0 kg e 12,0 kg: Sabe-se que o fio é inextensível que une A com B suporta, sem romper, uma tração máxima de 36 N. a) Represente as forças nos blocos; b) Calcule a maior intensidade admissível à força F, horizontal para o fio não se rompa. 10- Na figura abaixo o bloco A tem massa de 80 kg, e o bloco B tem 20 kg. A força tem intensidade de 600 N. Despreze os atritos e determine: a) em que sentido o bloco A se movimenta? Justifique; b) a aceleração dos blocos; c) a tração no fio.

4 11- O bloco da figura tem massa de 5 kg e está originalmente em repouso na figura 1. Em certo instante o bloco puxado por uma força de intensidade 30 N como mostra a figura 2. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano é igual a 0,2 e g = 9,8 m/s 2, sen 60 = 0,8 e cos 60 = 0,5. Determine a aceleração adquirida pelo bloco. 12- Na figura abaixo temos, os blocos A e B têm massas m A = 3,0 kg e m B = 2,0 kg, e, estando apenas encostados entre si, repousam sobre um plano horizontal perfeitamente liso. A partir de um dado instante, exerce-se em A uma força F na horizontal, de intensidade igual a 32 N. desprezando a influencia do ar, calcule: a) o módulo da aceleração do conjunto; b) a intensidade das forças que A e B trocam entre si na região de contato. 13- Uma força horizontal de 50 N atua sobre o bloco A, de massa igual a 5 kg, em um plano horizontal. A aceleração resultante do bloco é 2,5 m/s 2. Considerando g = 9,8 m/s 2, o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é:

5 14- O esquema abaixo ilustra a situação em que um homem empurra horizontalmente dois caixotes, A e B, sobre uma superfície plana com aceleração de modulo igual a 0,5 m/s 2. Os atritos entre os caixotes e o piso são desprezíveis. Sabendo que m A = 100 kg e m B = 80 kg, a força que o caixote A exerce sobre o caixote B tem intensidade igual a: 15-Uma força F, de módulo 50,0 N, atua sobre o bloco A da figura, deslocando os três caixotes sobre uma superfície horizontal. Sabe-se que as massas de A, B, C são respectivamente, 5,0 kg, 7,0 kg, 8,0 kg. Desprezando os atritos, podemos afirmar que o módulo que o bloco C exerce em B é igual a: 16- Na figura abaixo, as massas de A e B são iguais a 2,0 kg, cada uma, e os blocos A e B estão ligados por um fio e uma roldana ideais. Sabendo-se que todos os atritos são desprezíveis e que a aceleração da gravidade tem módulo igual a 9,8 m/s 2, podemos afirmar que a tração no fio ideal tem qual valor? 17- No esquema da figura, os fios e a polia são ideais. Desprezando-se qualquer tipo de força de resistência passiva (atrito e resistência do ar) e adota-se g= 9,8 m/s 2.

6 As massas dos blocos A, B, C são dadas respectivamente por: m A =2,0 kg, m B = 4,0 kg, m C = 4,0 kg. Sendo o sistema abandonado do repouso, na situação indicada na figura, calcule, antes do bloco B colida com a polia, a) O módulo da aceleração dos blocos; b) A intensidade da força de traciona o fio (1); c) A intensidade da força que traciona o fio (2). 18- Uma pessoa de massa 80 kg está sobre uma balança dentro do elevador que sobre acelerando, com aceleração de módulo igual a 2,0 m/s 2. (Adote g = 9,8 m/s 2 ). A balança, que calibrada em newtons vai indicar? 19- Um bloco de massa m = 2,0 kg está em repouso sobre o plano horizontal. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico entre o bloco e o plano de apoio valem, respectivamente, 0,40 e 0,30. Considere g= 9,8 m/s 2 e despreze o efeito do ar. Uma força horizontal constante F é aplicada sobre o bloco. Calcule a intensidade da força de atrito entre o bloco e o modulo da aceleração adquirida pelo bloco nos seguintes casos: a) F = 7,0 N; b) F = 10,0 N. 20- O sistema indicado na figura a seguir, onde as polias são ideais, permanece em repouso graças a força de atrito entre o corpo de 10 Kg e a superfície de apoio. Podemos afirmar que o valor da força de atrito é: 21- Um caminhão de massa M, que carrega uma caixa de massa m, está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. Seja µ o coeficiente de atrito estático entre a caixa e a carroceria do caminhão g o modulo da aceleração da gravidade local. A máxima aceleração que o caminhão pode ter, para que a caixa não deslize sobre ele, tem módulo dado por: a) µg b) 2 µg c) 2 µg d) 3 µg

7 22- Um corpo de massa 4,0 Kg está sobre uma superfície horizontal com a qual tem coeficiente de atrito dinâmico de 0,25. Aplica-se uma força constante, que forma com a horizontal um ângulo de 53, conforme a figura. Se o módulo de F é 20 N e aceleração da gravidade local é 10 m/s 2, pode-se concluir que a aceleração do movimento do corpo é em m/s 2 : 23- Nessa figura está representado um bloco de 2,0 Kg sendo pressionado contra a parede por uma força F. O coeficiente de atrito estático entre esses corpos vale 0,5 e o cinético vale 0,3. Considere g = 10 m/s 2. Se F = 50 N, então a reação normal e a força de atrito que atuam sobre o bloco valem, respectivamente: 24- No sistema a seguir, sabe-se que a massa do corpo B é m B = 20 Kg a massa do corpo A é m A = 200 Kg e o coeficiente de atrito entre o corpo A e a mesa é 0,20. Os fios são inextensíveis e o atrito e inércia das roldanas desprezíveis. Qual deve ser o valor mínimo da massa de corpo C (m C ) para que o sistema possa adquirir movimento? 25- O bloco da figura a seguir está em movimento em uma superfície horizontal, em virtude da aplicação de uma força F paralela à superfície. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é igual a 0,2. A aceleração do objeto é:

8 26- A figura representa um sistema de forças concorrentes, coplanares, em equilíbrio. Sabendo que a carga pendurada te peso P = 2400 N, determine a tração exercida pelos fios AO e OB. (considere sen e cos 45º = 0,71). 27- Um bloco B encontra-se em equilíbrio, de acordo com as condições mostradas na figura abaixo. Considerando g= 10 m/s 2, podemos dizer que o peso do corpo tem valor de? 28- Um funcionário está realizando manutenção em uma linha de transmissão de energia elétrica. Dispõe de um equipamento que está ligado à linha, conforme mostra a figura abaixo: Desprezando o peso do cabo e considerando que o peso do conjunto funcionário-equipamento é igual a 1000 N, a tração no cabo tem módulo aproximadamente igual a? (Dado sen 10º = 0,17 e cos 10º = 0,98). 29- No sistema representado a seguir, o corpo A, de massa 3,0 kg está em movimento uniforme. A massa do corpo B é de 10 kg. Adote g = 10 m/s 2. O coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo B e o plano sobre o qual ele se apoia vale:

9 30- O bloco representado na figura está colocado sobre um plano inclinado de 30 com a horizontal, sem atrito. Determine a aceleração adquirida por esse bloco. 31- No esquema representado na figura, não há atrito entre os blocos A, de massa m A = 2,0 kg e B, de massa m B = 3,0 kg e os planos que os apoiam. A polia e o fio têm massa desprezível. Admitindo g = 9,8 m/s 2 e sem 30 = 0,50 determine: a) as forças que atuam em cada um dos corpos (represente na figura); b) a aceleração do conjunto; c) a tração no fio. 32- O bloco da figura, de massa 0,50 kg é puxado e desliza para cima pela ação da força de intensidade 8,0 N, paralela ao plano inclinado 37. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é μ c = 0,25, determine a aceleração adquirida pelo bloco. Considere sen 37 = 0,60 e cos 37 = 0,80 e g = 10 m/s O sistema apresentado na figura é constituído por dois blocos idênticos ligados por um cabo. A aceleração é igual a:

10 34- Um bloco de gelo desprende-se de uma geleira e desce um plano inclinado com atrito. Qual o diagrama que representa corretamente as forças que atuam sobre o bloco? 35- Um corpo de 5 kg desce o plano inclinado mostrado, com velocidade constante. O módulo da aceleração da gravidade no local é g = 9,8 m/s 2. O coeficiente de atrito dinâmico entre esse corpo e a superfície de apoio é: 36- A figura abaixo mostra um corpo I de massa m I = 2 kg apoiado em um plano inclinado e amarrado a uma corda, que passa por uma roldana e sustenta um outro corpo II de massa m II = 3 kg. Despreze a massa da corda e atritos de qualquer natureza. a) Esboce o diagrama de forças para cada um dos dois corpos. b) Se o corpo II move-se para baixo com aceleração a = 4 m/s 2, determine a tração na corda.

11 37-Considere dois blocos A e B, com massas m A e m B, respectivamente, em um plano inclinado como apresentado na figura. Desprezando forças de atrito, representando a aceleração da gravidade por g e utilizando o ângulo de 30 : Determine a razão m A /m B para que os blocos A e B permaneçam em equilíbrio estático. 38- Um bloco de massa m 1 = 3,70 Kg sobre um plano inclinado de 30º está ligado por um fio que passa por uma roldana sem massa e sem atrito a um segundo bloco de massa m 2 = 2,30 Kg suspenso verticalmente. Considere g = 9,81 m/s². Determine: a) o módulo da aceleração dos blocos; b) a tração do fio. 39- A figura mostra uma moeda de massa m em repouso sobre um livro, que foi inclinado em um plano de um ângulo em relação à horizontal. Experimentalmente, verifica-se que quando aumentamos o até 13º de inclinação, a moeda fica na iminência de deslizar sobre o livro. Qual o coeficiente de atrito estático entre a moeda e o livro? Considere sen13º = 0,22 e cos 13º = 0,97.

12 40- O corpo A pesa 102 N e o corpo B pesa 32 N. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre A e a rampa são respectivamente 0,56 e 0,25. O ângulo é igual a 40. Encontre o modulo da aceleração de A quando: a) estiver movendo para cima da rampa; b) estiver movendo para baixo da rampa. Dados sen 40º = 0,64 e cos 40º = 0,76e g = 9,8 m/s². Gabarito 1. B 2. E 3. C 4. B 5. E 6. A 7. D 8. T 1 = 175 N e T 2 = 194,25 N 9. a) desenho b) 48 N 10. a) para esquerda b) 4m/s 2 c) 280 N m/s a) 6,4 m/s 2 b) 12,8 N. 13. µ = 0, N N 16. 9,8 N 17. 1,96 m/s N 19. a) F AT F; a = 0 b) F AT = 6 N a = 2 m/s N 21. A 22. 1,5 m/s N e F AT = 20 N kg m/s T AO = 2400 N e T OB = 3380,28 N ,6 N ,17 N 29. µ = 0, m/s a) desenho b) 1,96 m/s 2 c) T = 6 N m/s A 35. A N a) 0,73 m/s 2 ; b) 20,84 N 39. 0, a) 3,85 m/s 2 b) 1,01 m/s 2.

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