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

Física I – Lista de Exercícios – Parte B – Prof. Dr. Cláudio Sérgio Sartori
com velocidade constante. Ache o módulo o a direção
da força de atrito que atua sobre a caixa
(a) quando a caminhonete possuía aceleração
de 2,20 m/s do sul para o norte:
(b) quando a caminhonete possuía aceleração
de 3.40 m/s do norte para o sul.
5.72 A caminhonete do Problema 5.71 se
desloca com velocidade constante em uma estrada cujo
limite de velocidade e de 72 krn/h. Vendo um sinal de
parar mais adiante, o motorista pisa no freio e para
depois de percorrer 47,0 m. Sem nenhum aviso, um
policia] escondido em um arbusto surge e aplica uma
multa no motorista. Ao protestar que ele não havia
superado o limite de velocidade da estrada, o policial
disse "Eu vi a caixa se deslocar da traseira para a treme
da área de carga da caminhonete. Para deslizar desse
modo, você deve ler pisado no freio com muita força, o
que significa que antes você estava aumentando
develocidade". O argumento do policial prevaleceria na
corte que julga ações do trânsito? (Suponha que o juiz
como você, saiba física.)
5.73 Troy usa uma corda desgastada para
puxar uma caixa ao longo de um piso plano. A tensão
máxima que a corda pode suportar é Tmax e o coeficiente
de atrito cinético é C.
(a) Mostre que o peso máximo que pode ser
puxado com velocidade constante e dado por
T
max
sen , onde arctg C é o angulo da
corda acima da horizontal.
(b) A resposta do item (a) sugere que Troy
poderia puxar um peso que tende ao infinito até com um
fio de uma teia de aranha quando o coeficiente de atrito
cinético tende a zero. Explique.
5.74 O motor do avião do Exercício 5.14 pára
de funcionar (de modo que F = 0) e o avião plana com
velocidade constante para uma aterrissagem segura. A
direção do vôo para aterrissagem e dada por um ângulo
constante (denominado ângula doplanador) abaixo
da horizontal (Figura 5.54).
(a) Ache o módulo da força de sustentação L
(que atua perpendicularmente à direção do vôo) e a
força de arraste f em termos de w e de .
(b) Mostre que
f
arctg L
(c) Um Cessna 182 (um avião monomotor)
com carga completa pesa 12.900 N e possui um arraste
de 1300 N para uma velocidade de 130 km/h. Se o
motor deste avião talhar a uma altitude de 2500 m. qual
é distância horizontal máxima sobre o solo para que ele
possa planar enquanto procura um lugar seguro para
aterrissar?
(d) Justifique a frase "é o arraste, não a
gravidade, que faz o avião cair".
]
FIGURA 5.54 Problema 5.74.
5.75 O piloto do avião Cessna 182 da parte (c)
do Problema 5.74 consegue reativar o motor enguiçado.
Ele uliliza a força de propulsão máxima, e o avião sobe
ao longo de uma linha reta formando um ângulo acima
da horizontal. O avião está voando com uma velocidade
constante de 130 krn/h, pesa 12.900 N epossui um
arraste de 1300 N. O indicador de taxa de elevação do
painel de instrumentos mostra que ele está ganhando
altura com uma taxa constante de 5,00 m/s. Determine o
módulo da força de propulsão (a força para a frente
exercida pelo motor). (Sugestão: A força de propulsão
atua no mesmo sentido da velocidade do avião.)
5.76 Uma caixa de 12,0 kg está em repouso
sobre o piso plano de um caminhão. O coeficiente de
atrito estático entre a caixa e o piso do caminhão é S =
0.19 e C = 0,15. Depois de o caminhão parar em um
sinal ele começa a se mover com aceleração de 2,20
m/s 2 . Se a caixa está a uma distância de l,80 m da
extremidade traseira do caminhão, quanto tempo
decorre até que a caixa caia para fora do caminhão?
Qual foi a distância percorrida pelo caminhão nesse
intervalo de tempo?
5.77 O bloco A da Figura 5.55 pesa l.40 N e o
bloco B pesa 4,20 N. O coeficiente de atrito cinético
entre todas as superfícies é 0.30. Determine o módulo
da força horizonlal F necessária para arrastar o bloco
B para a esquerda com velocidade constante se A é
conectado ao bloco K através de uma corda leve e
flexível que passa sobre uma polia fixa sem atrito.
F
A
B
FIGURA 5.55 Problema 5.77.
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