SEGUNDA LEI DE NEWTON - EXERCÍCIOS DE APOIO

Transcrição

1 SEGUND LEI DE NEWTON - EXERÍIOS DE POIO 1) Submete-se um corpo de massa 5000 kg à ação de uma força constante que, a partir do repouso, lhe imprime a uma velocidade de 7 km/h, ao fim de 40 s. Determine: a) a intensidade da força; b) o espaço percorrido nos 40 s. ) Qual o valor da força, suposta constante, necessária para fazer parar, num percurso de 7,5 m, um automóvel de 1000 kg, a uma velocidade de 54 km/h? 3) Um corpo pesa 100 N na Terra, num local onde g = 10 m/s. Qual a sua massa e o seu peso na Lua, onde g = 1,6 m/s? 4) onsidere um astronauta que pudesse descer em Júpiter, onde a aceleração da gravidade é 6 m/s, e, usando uma balança, ele pesasse uma pedra, encontrando 5 N. a) Qual a massa da pedra em kg? b) Qual o peso dessa pedra na Terra (supor g Terra = 10 m/s ) 5) Os corpos e encontram-se apoiados sobre uma superfície plana, perfeitamente lisa. Uma força de intensidade 40 N é aplicada sobre, conforme indica a figura. Sabendo que m = kg e m = 8 kg, determine: a) a aceleração dos corpos; b) a força que um corpo exerce sobre o outro. 6) (MK) Uma força horizontal de módulo 10 N é aplicada ao bloco de 6 kg, o qual, por sua vez, está apoiado em um segundo bloco de 4 kg e inicialmente em repouso. Se os blocos deslizam sobre um plano horizontal sem atrito, qual a força, em Newton, que um bloco exerce sobre o outro? Qual o deslocamento sofrido pelos blocos em 10 s? 7) No diagrama seguinte, e estão em movimento sobre uma superfície horizontal com atrito desprezível. força aplicada sobre os blocos é de 16 N na direção e sentido indicados pela seta. Os blocos têm aceleração de 4 m/s e a massa do bloco é igual a 3 kg. a) Qual a massa do bloco? b) Qual a força que o bloco exerce sobre o bloco? 8) O esquema representa um conjunto de três blocos,, e, de massas iguais a 1 kg, kg e 3 kg respectivamente, em um plano horizontal, sem atrito. Sobre o bloco é aplicada uma força horizontal, de intensidade 1 N, que vai movimentar o sistema. Determine: a) a aceleração do sistema b) as intensidades das forças que cada corpo exerce sobre o outro.

2 9) Três blocos,, e têm massas 5 kg, 3 kg e kg respectivamente, e estão dispostos como mostra a figura e apoiados numa superfície horizontal sem atrito. Uma força horizontal constante de intensidade 50 N é aplicada ao bloco. Determine: a) a intensidade da aceleração adquirida pelos blocos; b) a intensidade das forças trocadas por e ; c) a intensidade das forças trocadas por e 10) (FEI) Dois blocos de massas kg (1) e 4 kg () são ligados por um fio inextensível, de massa desprezível, conforme mostra a figura. Um segundo fio é ligado ao bloco superior. plica-se ao segundo fio uma força vertical para cima. Pede-se a intensidade dessa força, para que a aceleração adquirida pelos blocos seja dirigida para cima e igual a m/s. Neste caso, qual a força de tração no fio entre os blocos? 1 11) (FEI) Sabendo-se que a tração no fio que une os dois blocos de massas 10 kg () e 5 kg () vale 100 N e que não há atritos, determine: a) O valor do módulo da força F. b) O gráfico v x t, considerando que os blocos partem do repouso. 1) (UFS) figura representa um automóvel, rebocando um "trailer", em uma estrada plana e horizontal. massa do automóvel e a massa do "trailer" são, respectivamente, iguais a 1.500kg e 500kg. Inicialmente, o conjunto parte do repouso atingindo a velocidade de 90km/h em 0 segundos. Desprezam-se os efeitos da força de resistência do ar sobre o veículo e o reboque. Em relação à situação descrita, assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as proposições adiante. ( ) Não havendo nenhuma força que se oponha ao movimento do trailer, o automóvel não necessita fazer nenhuma força adicional para acelerá-lo. ( ) té atingirem a velocidade de 90km/h, o automóvel e seu reboque terão percorrido 50m. ( ) O "trailer" exerce uma força de 65N sobre o automóvel. ( ) força resultante sobre o conjunto é igual a 500N. ( ) intensidade da força transmitida ao trailer é a mesma da força resultante sobre o conjunto. ( ) aceleração do conjunto é igual a 1,5m/s. ( ) força que o automóvel faz sobre o "trailer" não pode ter a mesma intensidade da força que o "trailer" faz sobre o automóvel porque, neste caso, o sistema permaneceria em repouso. 13) (UNIRIO) Uma força F de módulo igual a 16N, paralela ao plano, está sendo aplicada em um sistema constituído por dois blocos, e, ligados por um fio inextensível de massa desprezível, como representado na figura a seguir. massa do bloco é igual a 3kg, a massa do bloco é igual a 5kg, e não há atrito entre os blocos e a superfície. alculando-se a tensão no fio, obteremos: a) N b) 6 N c) 8 N d) 10 N e) 16 N _PGE _1_

3 14) s rodas de tração de uma locomotiva exercem uma força de intensidade N devido à interação com os trilhos. Sendo m = kg, m = kg e m =.000 kg, determine: a) a aceleração da composição b) a intensidade da força de tração nos cabos que ligam e e também e. 15) (FUVEST) Dois móveis, (3 kg) e (1 kg), estão ligados por um fio flexível, como mostra a figura, e movem-se sob a ação da gravidade sem atrito. Determine a aceleração do conjunto e a tração no fio. 16) Retomando o exercício anterior e supondo que, num certo instante, após iniciado o movimento, o fio de ligação se rompa, o que acontecerá com os movimentos dos corpos e? Justificar. 17) No sistema esquematizado na figura, não há atrito entre o corpo a e o plano horizontal em que ele se apóia. Os fios e as polias são ideais. s massas dos três corpos são 10 kg, 8 kg e 3 kg, respectivamente. Pedem-se: a) a intensidade da aceleração dos três corpos; b) as intensidades das trações nos dois fios. 18) Na figura, temos três blocos, e, de massas 0 kg cada um. Desprezando-se todos os atritos, pergunta-se: fio fio 1 a) Qual a intensidade da força de tração nos fios 1 e? b) dmitindo-se que apenas o fio 1 se rompa, qual o módulo das acelerações adquiridas pelos blocos, e? 19) (FUVEST) Um carrinho, de massa 0 kg, é unido a um bloco, de 5 kg, por meio de um fio leve e inextensível, conforme a figura. Inicialmente o sistema está em repouso devido à presença do anteparo, que bloqueia o carrinho. a) Qual o valor da força que o anteparo exerce sobre? b) Retirando o anteparo, com que aceleração o carrinho se movimenta? 3 _PGE _1_

4 0) Na figura, a força tem intensidade 90 N. Despreze os atritos. Quais os valores da aceleração do conjunto e da força que traciona o fio? Dados: m = 4 kg m = 6 kg 1) No arranjo da figura, os corpos, e têm massas respectivamente iguais a 5 kg, kg e 3 kg. Os fios são inextensíveis e de massas desprezíveis. Também não há atrito entre os fios e as polias e o plano horizontal é perfeitamente liso. Pede-se: a) a aceleração do sistema; b) as trações nos fios. ) Os corpos e têm massas m = 1 kg e m = 3 kg. O corpo preso ao fio tem massa m = 1 kg. Sabendo que e deslizam sem atrito sobre o plano horizontal e que o fio e a polia são ideais, determine: a) a aceleração do conjunto; b) a tração no fio; c) a força que exerce em. 3) No sistema da figura (Máquina de twood), a polia, os fios e os dinamômetros são ideais. s massas são 6 kg () e 14 kg(). O sistema é abandonado em repouso. Determinar: a) a indicação do dinamômetro D 1 b) a indicação do dinamômetro D D D 1 4) (UNIRIO) Dois corpos (m =,0 kg) e (m = 1,0 kg) possuem dimensões desprezíveis. Os corpos e estão interligados por uma corda inextensível e de massa desprezível que passa por uma polia ideal, como mostra a figura anterior. Os corpos inicialmente estão em repouso. onsiderando g=10 m/s e que não existem atritos, determine: a) a aceleração adquirida pelos corpos b) a tração no fio que une os corpos 4 _PGE _1_

5 5) Dois corpos e estão unidos por um fio que passa por uma roldana fixa em um suporte. Sendo m = 5 kg, m = 3 kg e a massa do fio e da roldana desprezíveis, determine: a) a aceleração do sistema b) a tração no fio que une os corpos 6) (PU-SP) Um corpo de 100 kg de massa é elevado por uma Máquina de twood, a partir do repouso no solo, até uma altura de 10 m, em s. onsidere o fio inextensível e de massa desprezível e a roldana sem massa e atrito. Determine: a) a aceleração adquirida pelo corpo b) o valor da força m 7) (MK-SP) No conjunto a seguir, de fios e polias ideais, os corpos, e encontram-se inicialmente em repouso. Desprezando qualquer espécie de atrito, determine: a) a aceleração adquirida pelos corpos b) a tração que une o corpo ao corpo c) a tração que une o corpo ao corpo 8) O sistema representado na figura é abandonado na posição O no instante t = 0. massa do corpo vale 3 kg. No instante 30 s o bloco atinge a polia, parando instantaneamente. O gráfico mostra a variação da velocidade do corpo em função do tempo. Os atritos são desprezíveis. O D V (m/s) a) alcule a distância D. b) alcule a altura h. c) alcule a tração no fio. d) alcule a massa do bloco t (s) h 9) (IT) O peso do corpo suspenso na extremidade do dinamômetro é 1,6 N, mas o dinamômetro marca N. a) O que pode estar acontecendo com o elevador? b) alcule a aceleração do elevador. 5 _PGE _1_

6 30) Uma pessoa de massa igual a 75 kg está sobre uma balança (graduada em newtons) num elevador. Determine a indicação da balança quando o elevador: a) sobe em movimento acelerado com aceleração de m/s b) desce em movimento acelerado com aceleração de m/s c) sobe com velocidade constante d) cai em queda livre (os cabos do elevador se rompem) 31) (UEL-PR) erta mola helicoidal, presa num suporte vertical, tem comprimento de 1cm. Quando se prende à mola um corpo de 00g ela passa a medir 16cm. constante elástica da mola vale, em N/m: a) 5,0 b) 5,0.10 c) 5,0.10 d) 5, e) 5, ) (UFV) Um experimentador fez um estudo da deformação de uma mola em função da força aplicada e construiu o gráfico a seguir. relação matemática entre o módulo da força (F) e a deformação (x), respeitadas as unidades mostradas no gráfico, pode ser expressa por: a) F = 30x. b) F = 6x. c) F = (6/30) x. d) F = 5x. e) F = x. 33) (MK) Para a verificação experimental das leis da Dinâmica, foi montado o sistema a seguir. Nele, o atrito é desprezado, o fio e a aceleração são ideais. Os corpos e encontram-se em equilíbrio quando a mola "ultraleve" M está distendida de 5,0cm. constante elástica desta mola é: a) 3,0.10 N/m b),0.10 N/m c) 1,5.10 N/m d) 1,0.10 N/m e) 5, N/m 34) No teto de um elevador que sobe em movimento acelerado com aceleração constante de 1 m/s, fixou-se a extremidade de uma mola de constante elástica 550 N/m. Na outra extremidade da mola, está suspenso um corpo. Sabendo que a mola é ideal e está distendida de 4 cm, determine a massa do corpo suspenso. 6 _PGE _1_

7 35) (MED-ITJUÁ) Temos na figura um plano inclinado que faz um ângulo θ = 30 o com a horizontal, sobre o qual se encontra um corpo (m = 40 kg), suspenso por uma corda de massa desprezível. Ligando-a ao corpo, está o corpo (m = 10 kg). a) Haverá movimento? Em que sentido? b) Qual a aceleração do conjunto? 36) (MN) Na figura as massas dos corpos, e são respectivamente, kg, 3 kg e 5 kg. Qual será a aceleração do sistema? Despreze os atritos e considere o ângulo de inclinação do plano com a horizontal de 30º 37) (MK) Os corpos ( kg) e (4 kg) da figura ao lado sobem a rampa com movimento uniforme devido à ação da força representada, paralela ao plano inclinado. Despreze os atritos e considere α = 30 o. alcule a intensidade da força que exerce em. 38) figura representa o perfil de um plano inclinado no qual está fixada uma polia. O bloco desliza sobre o plano inclinado e está ligado ao bloco por um fio inextensível. Sendo senα = 0,5, determine: a) a aceleração dos blocos supondo que tenham massas iguais; b) a tração no fio supondo as massas dos blocos iguais a 10 kg. 39) (FUVEST) Um corpo de massa igual a 3 kg está em equilíbrio estático sobre um plano inclinado, suspenso por um fio de massa desprezível preso a uma mola fixa ao solo, como mostra a figura a seguir. O comprimento natural da mola (sem carga) é L 0 = 1, m e ao sustentar estaticamente o corpo ela se distende, atingindo o comprimento L = 1,5 m. Os possíveis atritos podem ser desprezados. Determine a constante elástica da mola, em N/m. 7 _PGE _1_

8 40) (FTE) erta mola, presa a um suporte, sofre alongamento de 8,0 cm quando se prende à sua extremidade um corpo de peso 1N, como na figura 1. mesma mola, tendo agora em sua extremidade o peso de 10N, é fixa ao topo de um plano inclinado de 37, sem atrito, como na figura. Neste caso, o alongamento da mola é, em cm; a) 4,0 b) 5,0 c) 6,0 d) 7,0 e) 8,0 GRITO: 1) a) 500 N b) 400 m ) N 3) 10 kg e 16 N 4) a) kg b) 0 N 5) a) 4 m/s b) 3 N 6) 4 N e 50 m 7) a) 1 kg b) 4 N 8) a) m/s b) 6 N e 10 N 9) a) 5 m/s b) 5 N c) 10 N 10) F = 7 N T = 48 N 11) a) F = 300 N 1) F V V V F V F 13) 14) a) 1,11 m/s b) 5500 N e 00 N 15),5 m/s 7,5 N 16) : M.R.U. (inércia) : queda livre 17) a),4 m/s b) 61, N e 37, N 18) a) T 1 = T = 00 N b) a = a = 5 m/s a = 10 m/s 19) a) F = 50 N b) m/s 0) 3 m/s e 78 N 1) a) m/s b) 40 N e 36 N ) a) m/s b) 8 N c) 6 N 3) a) 84 N b) 168 N 4) a) 3,3 m/s b) 13,3 N 5) a),5 m/s b) 37,5 N 6) a) 5 m/s b) 1500 N 7) a) 3,3 m/s b) 6,6 N c) 19,9 N 8) a) 500 m b) 100 m c) 6 N d) 0,75 kg 9) a) está subindo com movimento acelerado ou descendo com movimento retardado b),5 m/s 30) a) 900 N b) 600 N c) 750 N d) zero 31) 3) D 33) 34) kg 35) a) Sim, desce e sobe b) m/s 36) m/s 37) 0 N 38) a),5 m/s b) 75 N 39) 50 N/m 40) Walter /Marco 8 _PGE _1_