FÍSICA - 3 o ANO MÓDULO 04 FORÇA DE ATRITO E FORÇA ELÁSTICA

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1 FÍSICA - 3 o ANO MÓDULO 04 FORÇA DE ATRITO E FORÇA ELÁSTICA

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9 Como pode cair no enem? (ENEM) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto? a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento. b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento. c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento. e) Vertical e sentido para cima.

10 Fixação Baseado na figura a seguir responda a questão: 1) (UERJ) Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo, pressionando perpen-dicularmente uma parede com uma força de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração. A melhor representação gráfica para as distintas forças externas que atuam sobre a pessoa está indicada em: a) c) b) d)

11 Fixação Baseado na figura a seguir responda a questão: 2) (UERJ) Considerando a aceleração da gravidade igual a 10m.s -2, o coeficiente de atrito entre a superfície do solo e a sola do calçado da pessoa é da ordem de: a) 0,15 c) 0,67 b) 0,36 d) 1,28

12 Fixação 3) O corpo da figura a seguir tem massa 5,0 kg e, entre ele e a superfície, o coeficiente de atrito estático é 0,5, enquanto que o coeficiente de atrito cinético é 0,4. A força F, de módulo variável, pode adquirir valores desde zero até. a) Qual o módulo da componente força de atrito quando F = 0? b) Qual o módulo da componente força de atrito quando F = 10 N? c) Qual o módulo da componente força de atrito quando F = 25 N? d) Qual o módulo da componente força de atrito quando F = 30 N?

13 Fixação 4) (PUC) Um homem desce de paraquedas com velo-cidade constante. Podemos afirmar que: a) não há forças atuando sobre o homem; b) a força total sobre o homem é orientada para baixo, pois ele está descendo; c) a força total sobre o homem é nula; d) a única força que atua sobre o homem é o seu peso, pois a força exercida pelo paraquedas é anulada pela força de resistência do ar; e) o peso do homem, que atua sobre o paraquedas, é anulado pela resistência do ar.

14 Fixação 5) Os blocos representados na figura abaixo possuem, respectivamente, massas m 1 = 2,0 kg e m 2 = 4,0 kg; a mola AB possui massa desprezível e constante elástica k = 50 N/m. Não há atrito entre os dois blocos e o coeficiente de atrito estático e dinâmico entre o bloco de massa m 2 e a superfície valem respectivamente 0,4 e 0,2. a) Se o módulo da força for 20 N o conjunto entra em movimento? Justifique. b) Aplicando-se uma força de módulo 60 N, qual a ace-leração que o conjunto adquire? c) Neste caso, qual será em cm a deformação que a mola sofrerá?

15 1) Uma caixa está sendo puxada por um trabalhador, conforme mostra a figura abaixo. Para diminuir a força de atrito entre a caixa e o chão, aplica-se, no ponto X, uma força f. O segmento orientado que pode representar esta força está indicado na seguinte alternativa: x f f a) c) x x f b) d) f x

16 d) 2) (UERJ) Considere um carro de tração dianteira que acelera no sentido indicado na figura abaixo. O motor é capaz de impor às rodas de tração um determinado sentido de rotação. Só há movimento quando há atrito estático, pois, na sua ausência, as rodas de tração patinam sobre o solo, como acontece em um terreno enlameado. O diagrama que representa corretamente as forças de atrito estático que o solo exerce sobre as rodas é: a) b) c)

17 3) (UFRJ) Um trem está se movendo sobre trilhos planos, retilíneos e horizontais com movimento uniforme em relação à estrada. Sobre o piso horizontal de um dos vagões, há um bloco em repouso em relação ao vagão, como mostra a figura. Nesse caso, o piso exerce sobre o bloco uma força f. SENTIDO DO MOVIMENTO DO TREM EM RELAÇÃO À ESTRADA A partir de um determinado instante, o trem é uni-formemente retardado até parar. Apesar disso, durante o retardamento, o bloco permanece em repouso em relação ao vagão. Nesse caso, durante o retardamento, o piso exerce sobre o bloco uma força f. Verifique se f < f, f = f ou se f > f. Justifique sua resposta.

18 4) (UFRJ) A figura mostra um bloco A, de 3 kg, apoiado sobre um bloco B, de 4 kg. O bloco B, por sua vez, está apoiado sobre uma superfície horizontal muito lisa, de modo que o atrito entre eles é desprezível. O conjunto é acelerado para a direita por uma força horizontal F, de módulo igual a 14 N, aplicada no bloco B. a) Determine a direção e o sentido da força de atrito (F at ) exercida pelo bloco B sobre o bloco A e calcule seu módulo. b) Determine a direção e o sentido da reação F at, calcule seu módulo e indique em que corpo está aplicada.

19 5) (UNICAMP) Um caminhão transporta um bloco de ferro de kg, trafegando horizontalmente e em linha reta, com velocidade constante. O motorista vê o sinal (semáforo) ficar vermelho e aciona os freios, aplicando uma desaceleração de 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 força 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?

20 6) (UFF) Uma aeromoça, se loco-movendo até o setor de embarque de um aeroporto, transporta sua mala puxando-a por uma alça que forma um ângulo θ com a horizontal, conforme mostra a figura. A massa da mala, incluindo a bagagem interna, é de 12 kg e para puxála ao longo do trajeto, mantendo a velocidade constante, a aeromoça exerce na mala, ao longo da alça, uma força de 20 N. Considerando que a força de atrito total entre as rodinhas da mala e o piso é de 10 N e que a aceleração da gravidade é 10 m/s 2, determine: Dados: sen 30 = cos 60 = 0,50 sen 60 = cos 30 = 0,87 a) o valor do ângulo θ; b) a componente normal da força do piso sobre a mala.

21 7) (UFRJ) Dois homens, cada um com massa de 80 kg, estão disputando um cabo de guerra, jogo no qual cada um segura uma das extremidades de uma corda e tenta puxar o outro, como ilustra a figura. Os disputantes calçam sapatos que garantem ade-rência ao solo. Considere a situação em que eles estão em repouso e a corda está esticada na horizontal com uma tensão de módulo igual ao do peso de cada um deles. a) Calcule o módulo e indique a direção e o sentido da força total F que o solo exerce sobre o homem da direita. b) Determine o módulo, a direção e o sentido da força de reação a força F, indicando em que corpo essa força de reação está aplicada.

22 e) 8) (UFRRJ) Um homem está puxando uma caixa sobre uma superfície, com velocidade constante, conforme indicado na figura. Escolha, dentre as opções a seguir, os vetores que poderiam representar as resultantes das forças que a superfície exerce na caixa e no homem. superfície da caixa superfície da homem a) b) c) d)

23 9) Um patinador cujo peso total é 800 N, incluindo os patins, está parado em uma pista de patinação em gelo. Ao receber um empurrão, ele começa a se deslocar. A força de atrito entre as lâminas dos patins e a pista, durante o deslocamento, é constante e tem módulo igual a 40 N. Estime a aceleração do patinador imediatamente após o início do deslocamento.

24 10) (UNIRIO) O dinamômetro, ou balança de mola, é um instrumento para medir força. Se graduado em newtons, ele indica o par de forças que é exercido sobre ele, distendendo a mola. Com a graduação em quilogramas é que ele se tornou conhecido no tempo do império como balança de peixeiro, pois o peixe era carregado em cestas sobre burros e comercializado pelas ruas. A figura a seguir mostra um dinamômetro de peso desprezível, em cujas extremidades estão aplicadas as forças indicadas. 1º caso 100 N Dinamômetro graduado em 100 N newtons 2º caso 150 N Dinamômetro graduado em newtons 150 N Assinale a alternativa correta. a) A indicação do dinamômetro no primeiro caso é zero. b) A leitura do dinamômetro no segundo caso é 300 N. c) A resultante sobre o dinamômetro no primeiro caso é 100 N. d) A indicação do dinamômetro no primeiro caso é 100 N. e) A leitura do dinamômetro no segundo caso é 50 N.

25 11) (ENEM) Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas quando estão no limiar do deslizamento. Quando as rodas travam, a força de frenagem é governada pelo atrito cinético. As representações esquemáticas da força de atrito fat entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são: a) f at f at b) f at p f at p p p c) f at f at d) f at p f at p e) f at p f at p p p

26 12) (UERJ) Na figura, o dente incisivo central X estava deslocado alguns milímetros para a frente. Um ortodontista conseguiu corrigir o problema usando apenas dois elásticos idênticos, ligando o dente X a dois dentes molares indicados na figura pelos números de 1 a 6. A correção mais rápida e eficiente corresponde ao seguinte par de molares: a) 1 e 4 c) 3 e 4 b) 2 e 5 d) 3 e 6

27 13) (PUC) A mola da figura ao lado tem constante elástica 20N/m e encontrase deformada de 20 cm sob a ação do corpo A, cujo peso é 5 N. Nessa situação, a balança, graduada em newtons, marca: a) 1N b) 2N c) 3N d) 4N e) 5N

28 14) (FATEC) O diagrama representa uma mola com um prato de balança preso numa das extremidades. Quando se tem o prato e a mola (figura 1), lê-se 20 cm na escala à direita. Colocando-se no prato um objeto de 50 g, a leitura na escala passa a ser 25 cm (figura 2). Quando se coloca uma pedra no prato, a leitura passa a ser 40 cm (figura 3). Qual a massa da pedra?

29 15) Um bloco A, de massa 6 kg, está preso a outro B, de massa 4 kg, por meio de uma mola ideal de constante elástica 800 N/m. Os blocos estão apoiados sobre uma superfície horizontal e se movimentam devido à ação da força horizontal, de intensidade 60 N. Sendo o coeficiente de atrito cinético entre as superfícies em contato igual a 0,4, a distensão da mola é de: Dado: g = 10m/s 2 B A a) 3cm d) 6cm b) 4cm e) 7cm c) 5cm

30 16) As duas molas da figura ao lado possuem comprimento natural iguais a 20 cm e massas desprezíveis. Os corpos A e B pesam respectivamente 200N e 400N. Se a mola superior tem constante elástica 6000N/m e a inferior 4000N/m, qual a soma dos comprimentos l A + l B?

31 17) (UERJ) Dois blocos de massas m 1 = 6,0kg e m 2 = 4,0 kg estão ligados por uma mola de massa desprezível e comprimento inicial x 0. Quando o sistema é suspenso por um fio ideal, como indicado na figura 1, o comprimento da mola passa a valer x 1 = 8,0 cm. Quando se apoia o sistema em um plano horizontal, como indicado na figura 2, o comprimento da mola diminui para x 2 = 3,0 cm. Dado: aceleração da gravidade 10 m/s 2. Calcule: a) a tração no fio ideal que sustenta o sistema na situação ilustrada pela figura 1; b) o comprimento inicial x 0 da mola.

32 18) (UFRJ) Um caminhão está se deslocando numa es-trada 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 varia em função do tempo. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o piso da carroceria vale 0,30. Considere g = 10 m/s 2. v (m/s) 10 1,0 2,0 3,0 3,5 t(s) Verifique se, durante a freada, a caixa permanece em repouso em relação ao caminhão ou desliza sobre o piso da carroceria. Justifique sua resposta.