Física 1 - Força e Movimento I - Lista 5

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1 Física 1 - Força e Movimento I - Lista 5 1. Um bloco é lançado para cima sobre a superfície lisa de um plano inclinado em velocidade inicial v o = 3,50 m/s. O ângulo do plano inclinado em relação à horizontal é θ = 32,0. (a) Que distância sobre o plano o bloco consegue subir? (b) Que tempo ele leva para atingir esta altura máxima? (c) Qual é a sua velocidade quando ele retorna ao ponto de lançamento? [1] 2. Uma cabine de elevador e sua carga têm uma massa combinada de 1600 kg. Encontre a tensão no cabo de sustentação quando a cabine, originalmente descendo a 12 m/s, é levada ao repouso com aceleração constante em uma distância de 42 m.[1] 3. Na figura abaixo, as cabines de elevador A e B estão conectadas por um pequeno cabo e podem ser puxadas para cima ou abaixadas pelo cabo acima da cabine A. A massa da cabine A é 1700 kg; a massa da cabine B é 1300 kg. Uma caixa de hortelã de 12,0 kg repousa no piso da cabine A. A tensão no cabo que conecta as cabines é 1, N. Qual é o módulo da força normal que o piso exerce sobre a caixa? [1] 4. Na figura abaixo, uma corrente composta de cinco elos, cada um de massa 0,100 kg, é erguida verticalmente com aceleração constante de módulo a = 2,50 m/s 2. Encontre o módulo (a) da força sobre o elo 1 exercida pelo elo 2, (b) da força sobre o elo 2 exercida pelo elo 3, (c) da força sobre o elo 3 exercida pelo elo 4, e (d) da força sobre o elo 4 exercida pelo elo 5. Encontre, então, o módulo (e) da força F sobre o elo 5 exercida pela pessoa que ergue a corrente e (f) a força resultante que acelera cada elo. [1] Continua na próxima página...

2 5. Na figura abaixo, um bloco de massa m = 5,00 kg é puxado ao longo de um piso horizontal sem atrito por uma corda que exerce uma força de módulo F = 12,0 N em um ângulo θ = 25,0. (a) Qual é o módulo da aceleração do bloco? (b) O módulo da força F é aumentado lentamente. Qual é o seu valor perder contato com o piso? (c) Qual é o módulo da aceleração do bloco na situação do item (b)? [1] 6. Na F figura abaixo, três blocos conectados são puxados para a direita sobre uma mesa horizontal sem atrito por uma força de módulo T 3 = 65,0 N. Se m 1 = 12,0 kg, m 2 = 24,0 kg e m 3 = 31,0 kg, calcule (a) o módulo da aceleração do sistema, (b) a tensão T 1 e (c) a tensão T 2. [1] 7. A figura abaixo mostra dois blocos conectados por uma corda (de massa desprezível) que passa sobre uma polia sem atrito (também de massa desprezível). O conjunto é conhecido como máquina de Atwood. Um bloco tem massa m 1 = 1,3 kg; o outro tem massa m 2 = 2,8 kg. Quais são (a) o módulo das acelerações dos blocos e (b) da tensão na corda? [1] Página 2 de 5 Continua na próxima página...

3 8. Um bloco de massa m 1 = 3,70 kg sobre um plano sem atrito inclinado de um ângulo θ = 30,0 está preso a uma corda de massa desprezível que passa por uma polia de massa e atrito desprezíveis, segurando verticalmente na outra extremidade um outro bloco de massa m 2 = 2,30 kg (ver figura abaixo). Quais são (a) o módulo da aceleração de cada bloco, (b) o sentido da aceleração do bloco que está pendurado, e (c) a tensão na corda? [1] 9. A figura abaixo mostra uma caixa de dinheiro sujo (massa m 1 = 3,0 kg) sobre um plano sem atrito inclinado de um ângulo θ = 30. A caixa está conectada por uma corda de massa desprezível a uma caixa de dinheiro lavado (massa m 2 = 2,0 kg) sobre um plano sem atrito inclinado de um ângulo θ = 60. A polia não tem atrito e sua massa é desprezível. Qual é a tensão na corda? [1] 10. Uma ortodontista usa uma cinta de arame para alinhar o dente torto de um paciente, como na figura abaixo. A tensão no arame é ajustada a fim de ter uma intensidade de 18,0 N. Encontre o módulo da força resultante exercida pelo arame no dente torto. [2] Página 3 de 5 Continua na próxima página...

4 11. Um foguete e sua carga têm uma massa total de 5, kg. Qual o módulo da força produzida pelo motor do foguete (o empuxo) quando este está (a) flutuando sobre a plataforma de lançamento imediatamente após a ignição e (b) acelerando para cima a 20 m/s 2? [1] 12. Os sistemas mostrados na figura abaixo estão em equilíbrio. Se as balanças de mola são calibradas em newtons, o que elas leem? Ignore as massas das polias e cordas e considere que as polias e o plano inclinado na figura abaixo não têm atrito. [2] 13. A figura abaixo mostra a velocidade do corpo de uma pessoa enquanto ela faz flexão de braços na barra fixa. Suponha que o movimento seja vertical e a massa do corpo da pessoa seja 64,0 kg. Determine a força exercida pela barra fixa no corpo dela em (a) t = 0, (b) t = 0,5 s, (c) t = 1,1 s e (d) t = 1,6 s. [2] Página 4 de 5 Continua na próxima página...

5 14. Dois blocos, cada um de massa m = 3,50 kg, são pendurados no teto de um elevador, como mostra a figura abaixo. (a) Se o elevador se move com uma aceleração para cima a de módulo 1,60 m/s 2, encontre as tensões T 1 e T 2 nas cordas superior e inferior. (b) Se as cordas podem suportar uma tensão máxima de 85,0 N, qual a aceleração máxima que o elevador pode ter antes de uma corda se romper? [2] Referências [1] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, [2] JEWETT, J. J. W.; SERWAY, R. A. Física para Cientistas e Engenheiros. 8. ed. São Paulo: Cengage Learning, Gabarito de questões selecionadas 1 (a)1,18 m; (b)0,674 s; (c)3,50 m/s. 2 1,8x10 4 N. 4 (a) 1,23 N; (b) 2,46 N; (c) 3,69 N; (d) 4,92 N; (e)6,15 N; (f)0,250 N. 5 (a) 2,18 m/s 2 ; (b) 116 N; (c) 21,0 m/s 2. 6 (a) 0,970 m/s 2 ; (b) 11,6 N; (c) 34,9 N. 7 (a) 3,6 m/s 2 ; (b) 17 N. 8 (a) 0,735 m/s 2 ; (b)para baixo; (c) 20,8 N N 11 (a) 4, N; (b) 1, N. 13 (a) 646 N para cima,(b) 646 N para cima, (c) 627 N para cima, (d) 589 N para cima. 14 (a) T 1 = 79,8 N, T 2 = 39,9 N, (b) 2,34 m/s 2. Página 5 de 5 Fim.