FÍSICA. Prof. Clinton. Recuperação 2º Bimestre

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1 Recuperação 2º Bimestre Prof. Clinton FÍSICA 01. (PUC-SP) Os esquemas seguintes mostram um barco sendo retirado de um rio por dois homens. Em (a), são usadas cordas que transmitem ao barco forças paralelas de intensidades F 1 e F 2. Em (b), são usadas cordas inclinadas de 90 que transmitem ao barco forças de intensidades iguais às anteriores. e horizontal sob a ação de uma força constante F de intensidade 160 N, representada na figura abaixo: 06. (Fuvest-SP) Um fio, de massa desprezível, está preso verticalmente por uma de suas extremidades a um suporte. A tração máxima que o fio suporta, sem se romper, é de 5,80 N. Foram pendurados, sucessivamente, objetos de 50 g cada, separados um do outro por uma distância de 10 cm, até o fio se romper. Adotando g = 10 m/s 2, responda: a) Quantos objetos foram pendurados? b) Onde o fio se rompeu? 07. (PUC-PR) Sobre o bloco A, de massa 2,0 kg, atua a força vertical F. O bloco B, de massa 4,0 kg, é ligado ao A por um fio inextensível, de massa desprezível e alta resistência à tração. Adote g = 10 m/s 2. Sabe-se que, no caso (a), a força resultante transmitida ao barco tem valor 700 N e, no caso (b), 500 N. Nessas condições, calcule F1 e F Um fragmento de meteorito de massa 1,0 kg é acelerado no laboratório a partir do repouso pela ação exclusiva das forças FA e FB, que têm mesma direção, mas sentidos opostos, como representa o esquema a seguir. Sabendo que a aceleração do corpo tem módulo 2,0 m/s 2 e que FA = 10 N, determine: a) FB, se FB < FA e se FB > FA ; b) o módulo da velocidade do corpo ao completar 25 m de deslocamento. 03. (Ufesp-SP) Para que um carrinho de massa m adquira certa aceleração de módulo a, é necessário que a força resultante tenha módulo F. Qual é o módulo da força resultante para um carrinho de massa 2m adquirir uma aceleração de módulo 3a? 04. (Unicamp-SP) Um carro de massa 800 kg, andando a 108 km/h, freia bruscamente e pára em 5,0 s. a) Qual o módulo da desaceleração do carro, admitida constante? b) Qual a intensidade da força de atrito que a pista aplica sobre o carro durante a freada? 05. Uma caixa contendo livros, com massa igual a 25 kg, será arrastada a partir do repouso sobre o solo plano Considere as proposições: I. Se F = 60 N, o sistema está em equilíbrio e a tração no fio é 50 N. II. Se F = 120 N, o sistema está em movimento acelerado e a tração no fio é 40 N. III. Se F = 0, o sistema tem uma aceleração de 10 m/s 2 e a tração no fio é nula. IV. Se F = 12 N, o sistema está em movimento acelerado e a tração no fio é 8,0 N. a) Apenas IV está correta. b) Todas estão corretas. c) Apenas I está correta. d) Apenas I, II e III estão corretas. e) Apenas III e IV estão corretas. 08. Considere o esquema abaixo, em que estão representados um elevador E de massa igual a 1, kg (incluída a massa do seu conteúdo), um contrapeso B de massa igual a 5, kg e um motor elétrico M que exerce no cabo conectado em E uma força vertical constante F. Os dois cabos têm massas desprezíveis, são flexíveis e inextensíveis e as polias são ideais. No local, a influência do ar é desprezível e adota-se g = 10 m/s 2. Se o elevador está acelerado para cima, com aceleração de módulo 0,20 m/s 2, a intensidade de F é:

2 a) 4, N; c) 5, N; e) 5, N. b) 5, N; d) 5, N; 09. (Mack-SP) Um corpo em repouso de massa 1,0 t é submetido a uma resultante de forças, com direção constante, cuja intensidade varia em função do tempo (t), segundo a função F = 200 t, no Sistema Internacional, a partir do instante zero. A velocidade escalar desse corpo no instante t = 10 s vale: a) 3,6 km/h. d) 72 km/h. b) 7,2 km/h. e) 90 km/h.c) 36 km/h. 10. Um garoto está em repouso dependurado na extremidade A de uma corda elástica de massa desprezível, como ilustra a figura 1. Nesse caso, o alongamento sofrido pela corda é igual a x1. O garoto sobe, então, permanecendo em repouso dependurado no ponto B, como ilustra a figura 2. Nesse caso, o alongamento sofrido pela corda é igual a x2. Desprezando todas as forças resistentes, calcule: a) o módulo da aceleração do sistema; b) as intensidades das forças de tração estabelecidas nos fios ideais (1) e (2). 13. Um rebocador arrasta dois flutuadores idênticos, de 3,2 t de massa cada, imprimindo-lhes uma aceleração de módulo 0,10 m/s 2, ao longo de uma linha reta. A força de tração no cabo que une a embarcação ao primeiro flutuador tem intensidade de 800 N. A força de resistência, aplicada pela água em cada flutuador, tem intensidade f e a força de tração no cabo que une os dois flutuadores tem intensidade T. Indique a opção correta: a) f = 80 N; T = 400 N; d) f = 400 N; T = 400 N; b) f = 400 N; T = 800 N; e) f = 160 N; T = 800 N. c) f = 320 N; T = 400 N; 14. O dispositivo esquematizado na figura é uma Máquina de Atwood. No caso, não há atritos, o fio é inextensível e desprezam-se sua massa e a da polia. Se a intensidade da aceleração da gravidade é constante, a expressão que relaciona corretamente x2 e x1 é: a) x2 = 4 x1; b) x2 = 2 x1; c) x2 = x1; d) x2 = 0,5x1; e) x2 = 0,25 x1; 11. (Faap-SP) Um homem está sobre a plataforma de uma balança e exerce força sobre um dinamômetro preso ao teto. Sabe-se que, quando a leitura no dinamômetro é zero, a balança indica 80 kgf. Supondo que os blocos A e B tenham massas respectivamente iguais a 3,0 kg e 2,0 kg e que g = 10 m/s 2, determine: a) o módulo da aceleração dos blocos; b) a intensidade da força de tração estabelecida no fio; c) a intensidade da força de tração estabelecida na haste de sustentação da polia. 15. Na montagem experimental abaixo, os blocos A, B e C têm massas ma = 5,0 kg, mb = 3,0 kg e mc = 2,0 kg. Desprezam-se os atritos e a resistência do ar. Os fios e as polias são ideais e adota-se g = 10 m/s 2 a) Qual a intensidade do peso do homem? b) Se o homem tracionar o dinamômetro, de modo que este indique 10 kgf, qual será a nova indicação da balança? 12. Na montagem esquematizada na figura, os blocos A, B e C têm massas iguais a 2,0 kg e a força F, paralela ao plano horizontal de apoio, tem intensidade 12 N. 2 No fio que liga A com B, está intercalada uma mola leve, de constante elástica 3, N/m. Com o sistema em movimento, calcule, em centímetros, a deformação da mola. 16. A figura representa os blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 3,00 kg e 1,00 kg, conectados entre si por um fio leve e inextensível que passa por uma polia ideal, fixa no teto de um elevador. Os blocos estão inicialmente em repouso, em relação ao elevador, nas posições indicadas.

3 c) d) Admitindo que o elevador tenha aceleração de intensidade 2,0 m/s 2, vertical e dirigida para cima, determine o intervalo de tempo necessário para o bloco A atingir o piso do elevador. Adote nos cálculos g = 10,0 m/s No esquema a seguir, fios e polia são ideais. Desprezam-se todos os atritos, bem como a influência do ar. e) f) g) Sendo g o módulo da aceleração da gravidade e 2m, 2m e m as massas dos blocos A, B e C, nessa ordem, calcule: a) o módulo da aceleração de cada bloco; b) a intensidade das forças que tracionam os fios 1 e 2; c) a intensidade da força paralela ao plano horizontal de apoio a ser aplicada no bloco A de modo que o sistema permaneça em repouso. h) 18. No arranjo experimental da figura, a caixa A é acelerada para baixo com 2,0 m/s 2. As polias e o fio têm massas desprezíveis e adota-se g = 10 m/s 2. i) j) Supondo que a massa da caixa B seja de 80 kg e ignorando a influência do ar no sistema, determine: a) o módulo da aceleração de subida da caixa B; b) a intensidade da força de tração no fio; c) a massa da caixa A. 19. Admita que você disponha de quatro blocos A, B, C e D de massas respectivamente iguais a, 2,0kg, 3,0 kg, 1,0 kg e 4,0 kg e de fios e polias ideais. Com esses elementos, calcule as acelerações, forças de tração e as forças de contato das montagens esquematizadas a seguir: (Dados: F = F 1 = 10N, F 2 = 5N, g = 10m/s 2 ) As forças dissipativas podem ser desprezadas. a) b) k) 20. Todos os blocos da figura abaixo possuem um kilograma de massa e a força F tem o valor de doze Newtons. 3

4 Desprezando-se os atritos entre os corpos e a superfície horizontal de apoio, calcule a força que o bloco J faz no bloco K. 21. Uma caixa de fósforos é lançada sobre uma mesa horizontal com velocidade de 2,0 m/s, parando depois de percorrer 2,0 m. No local do experimento, a influência do ar é desprezível. Adotando para o campo gravitacional módulo igual a 10 m/s 2, determine o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a mesa. 22. Um homem empurra horizontalmente um cofre de massa m = 100 kg sobre um plano horizontal, conforme indica a figura. Sob a ação da força F, o sistema é acelerado horizontalmente e, nessas condições, o bloco B apresenta-se na iminência de escorregar em relação ao bloco A. Desprezando a influência do ar: a) determine o módulo da aceleração do sistema; b) calcule o coeficiente do atrito estático entre os blocos A e B. 25. Na situação esquematizada, o fio e as polias são ideais e inexiste atrito entre os pés da mesa (massa da mesa igual a 15 kg) e a superfície horizontal de apoio. O coeficiente de atrito estático entre o bloco (massa do bloco igual a 10 kg) e o tampo da mesa vale 0,60 e, no local, adota-se g = 10 m/s 2. O cofre encontra-se inicialmente em repouso e sabese que os coeficientes de atrito estático e cinético entre ele e o plano de apoio valem, respectivamente, 0,820 e 0,450. Considerando g = 10 m/s 2, calcule: a) a intensidade da força de atrito recebida pelo cofre se a força aplicada pelo homem valer 8, N; b) o módulo da aceleração do cofre se a força aplicada pelo homem valer 8, N. 23. Um bloco de massa m = 4,0 kg é empurrado, ao longo do teto horizontal, por uma força constante F, de intensidade F = 100 N e com inclinação de 37 em relação à vertical, como sugere a figura. Qual a máxima intensidade da força horizontal F aplicada na extremidade livre do fio que faz o sistema ser acelerado sem que o bloco escorregue em relação à mesa? 26. Na figura, os blocos A e B são iguais, apresentando peso de intensidade igual a 100 N cada um. Os coeficientes de atrito estático entre A e B e entre B e a superfície do plano inclinado têm o mesmo valor μ. Dados: O bloco tem uma aceleração horizontal constante de módulo igual a 7,0 m/s 2. Despreze o efeito do ar e considere os seguintes dados: g = 10 m/s 2, sen 37 = 0,60 e cos 37 = 0,80. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o teto é igual a: a) 0,10 b) 0,30 c) 0,50 d) 0,60 e) 0,80 Sabendo que os blocos estão em equilíbrio, com B na iminência de escorregar, calcule: a) o valor de μ ; b) a intensidade da força de tração no fio. 27. No esquema da figura, tem-se o sistema locomovendo-se horizontalmente, sob a ação da resultante externa F. A polia tem peso desprezível, o fio que passa pela mesma é ideal e a influência do ar no local do movimento é irrelevante. Não há contato da esfera B com a parede vertical. 24. Na figura seguinte, a superfície S é horizontal, a intensidade de F é 40 N, o coeficiente de atrito de arrastamento entre o bloco A e a superfície S vale 0,50 e g = 10 m/s 2 4

5 Sendo m A = 10,0 kg,m B = 6,00 kg,m C = 144 kg e g = 10,0 m/s 2, determine a intensidade de F que faz com que não haja movimento dos dois corpos A e B em relação a C. 28. Segundo os fundamentos da mecânica newtoniana, conhecendo-se as forças que atuam em um objeto, é possível determinar o seu estado de movimento. Com o auxílio dessa afirmação, julgue os itens que se seguem. (1) Todo corpo em equilíbrio encontra-se em repouso. (2) Um objeto lançado verticalmente para cima, atinge o equilíbrio, momentaneamente, no ponto mais alto de sua trajetória. (3) Duas esferas de massas diferentes, mas de diâmetros iguais, são soltas no ar, da mesma altura, no mesmo instante, a partir do repouso. A esfera de massa maior chega primeiro ao solo. (4) Dois blocos, A e B, deslizam, com a mesma velocidade, sobre uma superfície plana e sem atrito, conforme mostra a figura abaixo. Sabe-se que o bloco A tem massa maior que o bloco B e que os coeficientes de atrito entre os dois blocos e a região hachurada são iguais. Então, após atravessarem a região com atrito, o bloco A deslizará com maior velocidade que o bloco B. por uma polia de massa desprezível, que gira sem atrito. O bloco A está apoiado sobre um carrinho de massa 4 m, que pode se deslocar sobre a superfície horizontal sem encontrar qualquer resistência. A figura mostra a situação descrita. Quando o conjunto é liberado, B desce e A se desloca com atrito constante sobre o carrinho, acelerando-o. Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre A e o carrinho vale 0,20 e fazendo g = 10 m/s 2, determine: a) o módulo da aceleração do carrinho; b) o módulo da aceleração do sistema constituído por A e B. 31. Em Na situação da figura a seguir, os corpos A e B têm massas M e m, respectivamente, estando B simplesmente encostado numa parede vertical de A. O sistema movimenta-se horizontalmente sob a ação da força F, paralela ao plano de apoio, sem que B escorregue em relação a A. O efeito do ar é desprezível, não há atrito entre A e o solo e no local a aceleração da gravidade vale g. (5) Na figura a seguir, os corpos A, B e C possuem massas diferentes e são acelerados no sentido da força F. Invertendo-se as posições de A e de C e desprezando-se o atrito com o solo, a força resultante que atua em B não se alterará. 29..Na situação esquematizada na figura, o fio e a polia são ideais; despreza-se o efeito do ar e adota-se g = 10 m/s 2. sen = 0,60 e cos = 0,80 Sendo o coeficiente de atrito estático entre B e A, analise as proposições seguintes: I - A situação proposta só é possível se o sistema estiver, necessariamente, em alta velocidade. II - Para que B não escorregue em relação a A, a aceleração do sistema deve ser maior ou igual a g. III- Se B estiver na iminência de escorregar em relação a A, a intensidade de F será (M + m) g/. Responda mediante o código: a) Se somente I e II forem corretas. b) Se somente I e III forem corretas. c) Se somente II e III forem corretas. d) Se somente II for correta. e) Se somente III for correta. GABARITO Sabendo que os blocos A e B têm massas iguais a 5,0 kg e que os coeficientes de atrito estático e cinético entre B e o plano de apoio valem, respectivamente, 0,45 e 0,40, determine: a) o módulo da aceleração dos blocos; b) a intensidade da força de tração no fio. 30. (Vunesp-SP) Dois blocos, A e B, ambos de massa m, estão ligados por um fio leve e flexível, que passa 01. F1 = 300 N e F2 = 400 N ou F1 = 400 N e F2 = 300 N 02. a) 8,0 N e 12 N; b) 10 m/s F 04. a) 6,0 m/s 2 ; b) 4,8 kn 05. a) 1,2 m/s 2 ; b) 2,0 s objetos 07. E 08. D 09. C 10. D 11. a) 80 kgf; b) 70 kgf 12. a) 2,0 m/s 2 ; b) F io (1): 8,0 N, F io (2): 4,0 N 13. A 14. a) 2,0 m/s 2 ; b) 24 N; c) 48 N 15. 1,0 cm 16. 0,8s 17. 5

6 18. a) 1,0 m/s 2 ; b) 4, N; c) 55 kg 19. a) a = 5m/s 2 b) a = 2m/s 2,F AB = 6N c) a = 5/3 m/s 2, F AB = 20/3 N, F BC = 5/3 N d) a = 1m/s 2, F AB = 8 N e) a = 2m/s 2, T = 24N f) a = 5/3 m/s 2, T 1 = 10/3 N, T 2 = 25/3 N g) a = 2m/s 2, T 1 = 48N, T 2 = 32N, T 3 = 12N h) a = 5/3 m/s 2, T 1 = 35/3 N, T 2 = 50/3 N i) a = 6m/s 2, T= 12N j) a = 5/3 m/s 2, T= 25/3 N, F AB = 5N k) a = 1m/s 2, T 1 = 16N, T 2 = 13N, T 3 = 11N 20. 2N 21. 0, a) 8, N; b) 4,00 m/s E 24. a) 3,0 m/s 2 ; b) 0, N 26. a) 0,25; b) 80 N N 28. F F V F V 29. a) 0,4 m/s 2 b) 48 N 30. a) 0,50 m/s 2 ; b) 4,0 m/s E 6

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