Código: FISAP Disciplina: Física Aplicada Preceptores: Marisa Sayuri e Rodrigo Godoi Semana: 05/11/2015 14/11/2015 1) Certo dia, uma escaladora de montanhas de 75 kg sobe do nível de 1500 m de um rochedo vertical até o topo a 2400 m. No dia seguinte, ela desce do topo até a base do rochedo, que está a uma elevação de 1350 m. Qual é a variação da energia potencial gravitacional dela: a) no primeiro dia; b) no segundo dia. YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12 a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.1 2) Um saco de farinha de 5,0 kg é elevado verticalmente até uma altura de 15,0 m com uma velocidade constante de 3,5 m/s. a) Qual é o módulo da força necessária? b) Qual o trabalho realizado por essa força sobre o saco? Em que se transforma esse trabalho? YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12 a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.2 3) Uma mala postal de 120 kg é suspensa por uma corda vertical de 3,5 m de comprimento. Um funcionário desloca a mala lateralmente para uma posição de 2,0 m da sua posição original, sempre mantendo a corda esticada. a) Qual é o módulo da força horizontal necessária para manter a mala na nova posição? b) Para deslocar a mala até essa posição,qual é o trabalho realizado (i) pela corda e (ii) pelo funcionário? YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12 a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.3 4) Um nadador de 72,0 kg salta para dentro da piscina a partir de uma prancha que está 3,25 m acima do nível da água. Use a conservação da energia para encontrar a velocidade escalar dele assim que ele atinge a água: a) se ele simplesmente prende a respiração e mergulha; b) se ele corajosamente salta em linha reta de baixo para cima( mas apenas além da prancha) a 2,50 m/s; c) se ele consegue pular pular de cima para baixo a 2,50 m/s. YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12 a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.4
5) Um forno de micro-ondas de 10,0 kg é empurrado 8,0 m para cima de uma rampa inclinada de um ângulo de 36,9 acima da horizontal, por uma força constante de F de módulo igual a 110 N atuando paralelamente ao deslocamento ao longo da rampa. O coeficiente de atrito cinético entre o forno e a rampa é igual a 0,250. a) Qual é o trabalho realizado pela força F sobre o forno? b) Qual é o trabalho realizado sobre o forno pela força de atrito? c) Calcule o aumento da energia potencial para o forno. d) Use suas respostas das partes (a),(b) e (c) para calcular o aumento da energia cinética do forno. e) Use ΣF = m. a para calcular a aceleração do forno. Supondo que o forno esteja inicialmente em repouso, use a aceleração do forno para calcular sua velocidade depois de se deslocar 8,0 m. A partir daí calcule o aumento de energia cinética e compare o resultado com o obtido no item (d). YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12 a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 239. Ex:7.13 6) Uma massa de 2,50 kg é empurrada contra uma mola horizontal de força constante 25,0 N/cm sobre uma mesa de ar sem atrito. A mola é presa ao tampo da mesa, e a massa não está presa à mola. Quando a mola foi suficientemente comprimida para armazenar 11,5 J de energia potencial, a massa é subitamente libertada do repouso. a) Ache a maior velocidade escalar que a massa atinge. Quando isso ocorre? b) Qual é a maior aceleração da massa e quando ele ocorre? YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12 a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 239. Ex:7.23 7) Um livro de 0,60 kg desliza sobre uma mesa horizontal. A força de atrito cinético sobre o livro possui módulo igual a 1,2 N. a) Qual é o trabalho realizado pela força de atrito durante um deslocamento de 3,0 m da direita para a esquerda. b) O livro se desloca agora 3,0 m da esquerda para a direita voltando ao ponto inicial. Durante o segundo deslocamento de 3,0 m, qual o trabalho realizado pela força de atrito? c) Qual o trabalho total realizado pela força de atrito durante o deslocamento total de ida e volta ao ponto inicial? d) Com base em sua resposta do item (c), você afirmaria que a força de atrito é conservativa, ou não conservativa? Explique. YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12 a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 240. Ex:7.29 Revisão: Lista Prof: Lucas 1) No sistema representado na figura abaixo, o corpo de massa m2 = 8,1 kg desce com velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético entre o corpo de massa m1 e a superfície horizontal é 0,30. Determine, em quilogramas, o valor de m1.
2) Dois blocos idênticos, ambos com massa m, são ligados por um fio leve, flexível. Adotar g=10m/s 2. A polia é leve e o coeficiente de atrito do bloco com a superfície é = 0,2. A aceleração dos blocos é: a) 10 m/s 2 b) 6 m/s 2 c) 5 m/s 2 d) 4 m/s 2 e) nula 3) O plano inclinado é uma máquina simples que permite elevar um corpo com menor esforço. O bloco mostrado na figura tem massa igual a 20 kg e o coeficiente de atrito cinético, entre o bloco e o plano inclinado, vale 0,20. Para fazer o bloco deslizar e subir o plano, um operário puxa a corda verticalmente para baixo, exercendo uma força F, como ilustrado. Considere desprezíveis as massas da corda e da polia e responda às seguintes questões. Considere: g = 10 m/s 2, sen = 0,60 e cos = 0,80. a) Qual o módulo de F, quando o bloco sobe o plano com velocidade constante? b) Qual o módulo de F, necessário para que o bloco suba o plano com aceleração de 0,5 m/s 2? 4) O coeficiente de atrito entre os blocos representados na figura e o plano é 0,2. Qual o valor da força constante capaz de arrastá-los com aceleração constante de 0,5 m/s²
5) Um bloco de massa m = 1 kg é puxado para cima, ao longo de um plano inclinado, sob efeito de uma força F paralela ao plano e de módulo constante e igual a 8 N (ver figura). O movimento de subida é realizado com velocidade constante. Quando a força F deixa de ser aplicada, o bloco desce o plano com aceleração constante. Adote g = 10m/s² Calcule: a) a força de atrito durante a subida (indique claramente o módulo, a direção e o sentido); b) a aceleração do bloco durante a descida (indique claramente o módulo, a direção e o sentido). 6) Na situação de equilíbrio abaixo, os fios e as polias são ideais e a aceleração da gravidade é g. Considere μ o coeficiente de atrito estático entre o bloco A, de massa ma, e o plano horizontal em que se apoia. A maior massa que o bloco B pode ter, de modo que o equilíbrio se mantenha, é (Resposta em função de ma e do coeficiente μ) 7) Considere dois blocos empilhados, A e B, de massas ma = 1,0 kg e mb = 2,0 kg. Com a aplicação de uma força horizontal F sobre o bloco A, o conjunto move-se sem ocorrer deslizamento entre os blocos. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies dos blocos A e B é igual a 0,60, e não há atrito entre o bloco B e a superfície horizontal. Determine o valor máximo do módulo da força F, em newtons, para que não ocorra deslizamento entre os blocos. 8) No plano inclinado da figura, os corpos A e B, cujos pesos são de 200N e 400N, respectivamente, estão ligados por um fio que passa por uma polia lisa. O coeficiente de atrito entre os corpos e o plano é 0,25. Determine a intensidade da força F de modo que o movimento
se torne iminente. Considere g = 10m/s 2 9) Um pequeno bloco de madeira de massa m = 2 kg encontra-se sobre um plano inclinado que está fixo no chão, como mostra a figura. Com que força F devemos pressionar o corpo sobre o plano para que o mesmo permaneça em repouso? Dados: Coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano inclinado 0,4; comprimento do plano inclinado = 1m; altura do plano inclinado = 0,6m; aceleração da gravidade local = 9,8m/s²
10) Dois blocos de massas m1 = 1,65kg e m2 = 3,30kg, deslizam para baixo sobre um plano inclinado, conectadas por um bastão de massa desprezível com m1 seguindo m2. O ângulo de inclinação é θ = 30º. O coeficiente de atrito entre m1 e o plano é µ1 = 0,226 e entre m2 e o plano é µ2 = 0,113. Calcule: 1) A aceleração conjunta das duas massas 2) A tensão no bastão 11) Um bloco de massa m2 = 4kg é colocado em cima de outro de massa m1 = 5kg. Para fazer o bloco de cima deslizar sobre o de baixo, que é mantido fixo, uma força horizontal de pelo menos T = 12N deve ser aplicada ao de cima. O conjunto dos blocos é agora colocado sobre uma mesa horizontal sem atrito. Determine: a) A força horizontal máxima que pode ser aplicada ao bloco inferior para que ainda se movimentem juntos b) A aceleração resultante dos blocos Respostas: 1) a) U = 6,6. 10 5 J b) U = 7,7. 10 5 J 2) a) P= 49 N b) W= 735 J
3) a) F= 818 N b)w f = 738,53 J 4) a) v= 7,98 m/s b) v= 8,36 m/s c) v= 8,36 m/s 5) a) W f = 880 J b) W Fat = 156,76 J c) ΔU= 470,73 J d) ΔK= 252,51 J e) ΔK=252,76 J 6) a) v= 3,03 m/s b) a=95,9 m/s² c) W t = 7,2 J d) Não conservativa. Respostas Prof: Lucas 1) M1=27 kg 2) Alternativa D 3) a) 152 N b)162 N 4) 15 N 5) a) 3 N b)2 m/s² 6) 2µm a 7) 9 N 8) 45,3 N 9) 13,72 N 10) a) 3,695 m/s² b)1,076 N 11) a) 27N b)3 m/s²