LISTA 1 DE EXERCÍCIOS

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1 CURSO: ENGENHARIAS LISTA 1 DE EXERCÍCIOS DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL - MECÂNICA Professora: Paula Beghelli [email protected] Instruções: Resolver esta lista INDIVIDUAL ou em GRUPO (Max de 5 pessoas); Entregar o trabalho com as resoluções MANUSCRITAS no dia da primeira prova (B1); Não serão aceitos trabalhos digitados, digitalizados, ou cópias (xerox). Valor: 1,5 pontos. 1) Ana sobe em uma balança, cujo leitor indica 67 kg. Qual a grandeza física está sendo medida nesse exemplo e qual a unidade de medida, respectivamente? ) O recordista mundial em uma das provas de atletismo Usain Bolt percorreu 00 m em 19,19 segundos. Qual é, aproximadamente, sua velocidade em km/h? 3) Em determinado momento uma loteria sorteou um prêmio de R$ ,00. Como poderíamos representar esse número em notação científica? 4) Calcule os módulos das componentes horizontal e vertical de um vetor deslocamento A que possui módulo 400m e está inclinado de 60º em relação ao sentido positivo do eixo x. 5) Considere dois vetores perpendiculares entre si. Um apontando para o sul com módulo de 9km e outro apontando para oeste com módulo de 1km. O módulo e a orientação do vetor resultante são: 6) A componente horizontal de um vetor B é B x 5,0ıˆ e a componente vertical é By 40, 0 ˆ. O módulo do vetor B e a sua orientação com o versor ˆ (sentido positivo do eixo y) são: 7) Considere duas forças, uma de 100N e outra de 00N, que fazem um ângulo de 60º entre si e estão no mesmo ponto de origem, como mostra a figura. Calcule o módulo, a direção e o sentido da força resultante. 8) É possível somarmos vetores a partir das componentes. Por exemplo, seja a ıˆ 3ˆ e b 3ıˆ 5 ˆ a soma desses dois vetores pode ser representada por a b 1ˆ ı ˆ. Considere o vetor c 1ı ˆ 6ˆ, o vetor soma a b c será? 9) Considere o vetor C 6,0 ıˆ 8,0 ˆ. Calcule o módulo desse vetor e sua orientação com o eixo x positivo. Página 1

2 10) Dois vetores a e b, têm o mesmo módulo, 50m, e estão em um plano cartesiano xy. Os ângulos dos vetores em relação ao sentido positivo do eixo x são 30º e 10º, respectivamente. Calcule o módulo do vetor soma desses dois vetores. 11) Uma partícula desloca-se em uma trajetória retilínea de acordo com a equação: s 1,0 t 5,0 t 6,0 (no SI). Calcule a posição da partícula para t=3,0s. 1) Um carro desloca-se em uma trajetória retilínea descrita pela função s 40 5,0 t (no SI). Determine: (a) a posição inicial; (b) a velocidade; (c) a posição no instante 4s; (d) o espaço percorrido após 8s; (e) o instante em que o carro passa pela posição 80m; (f) o instante em que o carro passa pela posição 0m. (g) faça o gráfico de s (espaço) versus t (tempo) (e) faça o gráfico de v (velocidade) versus t (tempo) 13) Um objeto se move com uma aceleração média constante de,0 m s. O que isso significa. 14) Um atleta corre em uma competição e sua velocidade no início da prova é descrita por v 1,5 t (no SI). Calcule a aceleração média do atleta entre os instantes t=1,0s e t=,0s. 15) Um carro viaja com uma velocidade média de 7km h. Ao ver um buraco, o motorista aciona os freios durante 5s e reduz a velocidade para 54km h. Suponha a aceleração média constante durante a freada. Calcule a aceleração média durante a freada. 16) Quando a posição de um objeto não varia no tempo, dizemos que este objeto está em repouso. No repouso, o que podemos afirmar sobre a velocidade e aceleração do objeto? 17) Uma partícula de move de acordo com a equação dos espaços dada por 3 s,0 t 4,0 t 8,0 t 1,0 e da velocidade instantânea dada por v 6,0 t 8,0 t 8,0 ambas no SI. Calcule o espaço (posição) inicial e a velocidade instantânea inicial da partícula. 18) O gráfico a seguir representa a velocidade em função do tempo do movimento de um objeto. Sabendo que a posição inicial do objeto é 40m, Calcule a aceleração do objeto e a função horária da velocidade. 19) Uma partícula, em processo de frenagem, passa por um ponto A com velocidade de 10m/s com aceleração igual a -1,0 m/s² e para no ponto B. Qual a distância entre os pontos A e B? 0) O gráfico a seguir mostra as posições (em km) em função do tempo (em horas) de dois ônibus. Um ônibus parte de uma cidade A em direção a uma cidade B, e o outro da cidade B para a cidade A. As distâncias são medidas a partir da cidade A. A que distância os ônibus vão se encontrar? Página

3 1) Um astronauta está em um local onde existe uma certa aceleração da gravidade e os efeitos do ar são desprezíveis. Se ele abandonar, em queda livre, simultaneamente uma bola de madeira e uma bola de chumbo o que vai acontecer? ) Um corpo cai em queda livre, a partir do repouso, em um local onde a aceleração da gravidade é g, percorre uma distância d quando t 1,0 s. Desprezando os efeitos do ar, calcule a distância total percorrida por esse objeto quando t 4,0s. 3) Em um jogo de futebol, o jogador cobra uma falta, fazendo com que a bola atinja uma altura máxima de 3m. Sabendo que a bola foi lançada obliquamente formando um ângulo de 30º em relação ao solo, desprezando os efeitos do ar e adotando g 9,8 m s², calcule o módulo da velocidade inicial da bola. 4) O lançamento de fogos de artifícios é exemplo de movimento balístico. Considere alguns fogos lançados com uma velocidade inicial de 30m/s, formando um ângulo de 60º com o solo, em um local onde o efeito do ar é desprezível e onde a aceleração da gravidade vale g 9,8 m s². Calcule o tempo de subida desses fogos. 5) Os treinamentos dos atletas competidores da modalidade esportiva lançamento de discos (ou arremesso de peso) tem por objetivo fazer o atleta lançar o disco de modo que ele atinja o maior deslocamento horizontal (d) possível. Além da velocidade inicial do disco, é muito importante que o atleta lance o disco em um ângulo ideal, que permitirá o deslocamento horizontal (d) máximo. Sabendo que 0 v d sen, qual é o ângulo ideal de lançamento? g 6) Uma caixa de massa igual a 30kg sofre a ação de uma força resultante de 300N. A caixa se move com uma aceleração de módulo igual a? 7) Considere uma bola, de massa igual a 500g, sujeita a ação de duas forças, perpendiculares entre si, de módulo igual a,0n cada. Calcule os módulos da força resultante e da aceleração da bola. 8) Um pássaro parte do repouso e atinge a velocidade de 5,0 ms após percorrer uma distância de,5m. Sabendo que o módulo da força resultante no pássaro é de 5,0N,calcule a aceleração e a massa do pássaro. 9) Uma força de,0n é aplicada em um bloco de massa de,0kg, que estava inicialmente em repouso. Ao final de 3,0s calcule a aceleração e a velocidade do bloco. 30) Durante o lançamento, uma espaçonave se movimenta verticalmente para cima através da 6 força de propulsão dos jatos. Considere uma a espaçonave, de massa igual a,0 10 kg, que atinge a velocidade de 5000 km h em minutos a partir do repouso. Calcule a força resultante na espaçonave e a distância percorrida durante os minutos. 31) Um carrinho, de 0kg de massa, é unido a um bloco de 5kg, por meio de um fio leve e inextensível, conforme a figura abaixo. Inicialmente o sistema está em repouso devido à presença do anteparo, que bloqueia o carrinho. Sendo g 9,8 m s, determine: a) Qual o valor da força que o anteparo exerce sobre o carrinho? b) Retirado o anteparo, com que aceleração o carrinho se movimenta? Página 3

4 3) Desprezando o atrito, os blocos A e B, de massa de 3,0kg e,0kg, respectivamente, são submetidos a ação simultânea de duas forças como mostra a figura. A força trocada entre os blocos A e B possui módulo igual a: 33) Considere dois blocos interligados por uma corda ideal. Os blocos estão sofrendo a ação de forças como mostra a figura. A aceleração do sistema é: 34) Considere uma pessoa de massa de 80kg. A força gravitacional que essa pessoa exerce sobre a Terra é de: 35) Um bloco de 3,0kg é abandonado do repouso sobre um plano inclinado de 37º com a horizontal. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano é de 0,5. O bloco se movimenta apenas se deslizando pelo plano inclinado. A aceleração adquirida pelo bloco é de: 36) No sistema representado abaixo os blocos estão ligados em um dinamômetro. O dinamômetro é um instrumento que mede a força total aplicada sobre ele, somando os módulos de cada uma das forças aplicadas em suas extremidades. Os cabos, as polias e o dinamômetro são ideais. O sistema está em equilíbrio. Despreze o atrito. O bloco A possui massa de 50kg. Calcule a massa do bloco B. 37) Três forças atuam sobre uma esfera de massa desprezível, como na figura abaixo. Qual deve ser o módulo da força F 3 para que a esfera esteja em equilíbrio? 38) No sistema mostrado na figura, a esfera está em repouso e presa a uma mola alongada. A esfera possui massa de 00g e a constante elástica da mola é k,5 N m. Calcule a intensidade da força elástica e a deformação da mola. 39) Considere um bloco de massa de 5,0kg, em repouso sobre um plano inclinado devido a ação da força F, como mostra a figura. Calcule o ângulo de inclinação do plano. Página 4

5 40) Considere dois blocos idênticos de massa igual a 15kg cada, ligados por uma corda e uma polia ideais, como mostra a figura. Despreze o atrito. Sabendo que os blocos estão em equilíbrio, calcule o módulo da tração no cabo e a força F. 41) Considere o sistema abaixo, o qual está em equilíbrio. A massa dos blocos A é de 0kg. A tração no cabo e a massa do corpo B possuem valores aproximados, respectivamente, de: 4) Duas cargas de mesma massa, igual a 100kg, que estão em repouso. Considere o cabo e a polia ideais. Observe a figura. Qual deve ser a massa, aproximada (M), a ser acrescentada em uma das cargas para que a outra suba 10,0m em 5,0 segundos? 43) Um bloco A de massa de 6,0kg está conectado por um cabo a um bloco B de massa de 4,0kg, como mostra a figura. Despreze o atrito. Ao soltar o bloco A da posição X, calcule módulo da sua velocidade (no SI) ao passar pela posição Y. 44) No sistema abaixo, o bloco A sobe com aceleração de 3,0 m s. As massas dos blocos A e B são, respectivamente,,5kg e 5,0kg. Considere os cabos e as polias ideais. O coeficiente de atrito entre o bloco B e a superfície de apoio é 0,40. Calcule a massa do bloco C. 45) (Fonte: Instituto Tecnológico de Aeronáutica ITA 01 - MODIFICADA) O arranjo de polias da figura é preso ao teto para erguer uma massa de 4 kg, sendo os fios inextensíveis, e desprezíveis as massas das polias e dos fios. Desprezando os atritos, determine o módulo da força F para erguer a massa com velocidade constante. Adote g 10,0 m s. Página 5