Física I – Lista de Exercícios – Parte B - Centro de Estudos Espaço

Física I – Lista de Exercícios – Parte B – Prof. Dr. Cláudio Sérgio Sartori
(b) Se a estação espacial for projetada para
viajantes que querem ir a Marte seria desejável simular
a aceleração da gravidade na superfície de Marte (3.7
m/s 2 ). Quantas revoluções por minuto seriam
necessárias nesse caso?
5.50 Uma roda-gigante no Japão possui um
diâmetro de 100 m. Ela faz uma revolução a cada 60
segundos.
(a) Calcule a velocidade de um passageiro
quando a roda-gigante gira a essa taxa.
(b) Um passageiro pesa 882 N em uma balança
no solo. Qual e seu peso aparente no ponto mais alto e o
ponto mais baixo da roda-gigante?
(c) Qual deveria ser o tempo de uma revolução
para que o peso aparente no ponto mais alto fosse igual
a zero?
(d) Qual deveria ser nesse caso o peso aparente
no ponto mais baixo?
5.51 Um avião faz uma volta circular em um
plano vertical (um loop com um raio de 150 m). A
cabeça do piloto sempre aponta para o centro do
círculo. A velocidade do avião não e constante; o avião
vai mais devagar no topo do circulo e tem velocidade
maior na base do circulo.
(a) No topo do círculo, o piloto possui peso
aparente igual a zero. Qual e a velocidade do avião
nesse ponto?
(b) Na base do círculo, a velocidade do avião e
de 280 km/h. Qual e o peso aparente do piloto nesse
ponto? O peso real do pi loto e de 700 N.
5.52 Uma mulher de 50.0 kg pilota um avião
mergulhando verticalmente para baixo e muda o curso
para cima, de modo que o avião passa a descrever um
círculo vertical,
(a) Se a velocidade do avião na base do círculo
é igual a 95,0 m/s, qual será o raio mínimo do círculo
para que a aceleração neste ponto não supere 4.00g?
(b) Qual e seu peso aparente nesse ponto?
5.53 Uma corda e amarrada em um balde de
água e o balde gira em um círculo vertical de raio 0,600
m. Qual deve ser a velocidade mínima do balde no
ponto mais elevado do círculo para que a água não seja
expelida do balde?
5.54 Uma bola de boliche de 71.2 N está presa
ao teto por uma corda de 3,80 m. A bola e empurrada
para um lado e libertada; ela então oscila para a frente e
para trás como um pêndulo. Quando a corda passa pela
vertical, a velocidade da bola e igual a 4.20 m/s.
(a) Qual c o módulo, a direção e o sentido da
aceleração da bola nesse instante?
(b) Qual e a tensão na corda nesse instante?
SECÃO 5.7
MOVIMENTO DE UM PROJETIL
COM RESISTÊNCIA DO AR:
UM ESTUDO ANALISADO COM O
COMPUTADOR
5.55 (a) Implemente o algoritmo da Seção 5.7
usando um computador e reproduza o gráfico com o
dístico "com arraste ' na Figura 5.34.
(b) Para um campo de beisebol em Denver (Estados
Unidos) em altitude elevada, = 1,0 kg/m 3 . Considere:
m = 0.145 kg. r = 0.0366 m e C = 0,5. Nesse local, a
bola vai mais longe do que ao nível do mar com = l ,2
kg/m 3 . Calcule essa diferença de distâncias para v0 = 50
m/s e 0 = 35 0 .
5.56 Uma bola de beisebol possui m = 0.145
kg, r = 0.0366 m e C = 0,5. Para que angulo ela deve
ser lançada para atingir o alcance máximo? Suponha v0
= 50 m/s e = l .2 kg/m 3 .
5.57 Bo Jackson lançou uma bola de beisebol
com um alcance aproximado de 91 m. Considerando 0
= 40 0 , com que velocidade a bola foi lançada? Use m =
0,145 kg, r = 0.0366 m, C = 0.5 e = 1,2 kg/m 3 .
5.58 No jogo de tênis, 160 km/h e uma
velocidade grande. Qual e a velocidade da bola quando
ela passa pelo limite do campo oposto (a uma distância
de 24 m)? Use m = 0,055 kg, r = 0.031 m, C = 0.75 e
= 1,2 kg/m 3 . A bola deixa a raquete honzontalmente e
só atinge o solo depois que passa do limite do campo
oposto.
5.59 Estime qual e a distância máxima que um
homem pode lançar uma bola de pingue-pongue. Use os
dados: m = 0,0024 kg, r = 0,019 m, C = 0.5 e = 1.2
kg/m 3 . A velocidade máxima de lançamento e da ordem
de 160 km/h. Por que o alcance de uma bola de beisebol
e maior do que o alcance de uma bola de pinguepongue?
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