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

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Física I – Lista de Exercícios – Parte B – Prof. Dr. Cláudio Sérgio Sartori 5.78 Uma caixa de 30.0 kg e largada de um avião que se desloca de oeste para leste a uma altitude de 1200 m com uma velocidade de 70.0 m/s em relação ao solo. O vento aplica uma força constante de180 N sobre a caixa dirigida hori/ontalmente em sentido posto ao do deslocamento do avião. Em que local e quando (em relação ao local e ao instante da queda) a caixa chega ao solo? 5.79 O bloco A da Figura 5.56 possui massa de 4,00 kg e o bloco B possui massa de 12,00 kg. e coeficiente de atrito cinético entre o bloco B e a superfície horizontal é 0,25. (a) Determine a massa do bloco C sabendo que o bloco R esta se movendo para direita e aumenta de velocidade com uma aceleração igual a 2.00 m/s 2 . (b) Qual é a tensão em cada corda quando o bloco R possui essa aceleração? B a A C FIGURA 5.56 Problema 5.79. 5.80 Dois blocos são conectados por uma corda que passa sobre uma polia lixa sem atrito e repousam sobre planos inclinados (Figura 5.57). (a) Como os blocos devem se mover quando eles forem libertados a partir do repouso? (b) Qual é a aceleração de cada bloco? (c) Qual é a tensão na corda? FIGURA5.57 Problema 5.80. 5.81 Determine a aceleração de cada bloco da Figura 5.58 em função de m1 de m2 e de g. Não existe nenhum atrito em nenhuma parte do sistema. 5.86 Dois blocos de massas 4,00 kg e 8,00 kg estão ligados por um fio e desli/am para baixo de um plano inclinado de 30.0 0 (Figura 5.61). O coeficiente de atrito cinético entre o bloco de 4.00 kg e o plano é igual a 0,25; e o coeficiente entre o bloco de 8,00 kg e o plano é igual a 0,35. (a) Qual é a aceleração de cada bloco? (b) Qual é a tensão na corda? (c) O que ocorreria se as posições dos blocos fossem invertidas, isto é. se o bloco de 4.00 kg estivesse acima do bloco de 8.00 kg? B A FIGURA 5.58 Problema 5.81. 5.82 Um bloco B de massa mB está sobre um bloco de massa mA que por sua vêz esta sobre o topo de uma mesa horizontal (Figura 5.59). O coeficiente de atrito cinético entre o bloco A e o topo da mesa é C e o coeficiente de atrito estático entre o bloco A e o bloco B é A. Um fio leve ligado ao bloco A passa sobre uma polia fixa sem atrito e o bloco C está suspenso na outra extremidade do fio. Qual deve ser o maior valor da massa mC que o bloco C deve possuir para que os blocos A e B deslizem juntos quando o sistema for libertado a partir do repouso? C FIGURA 5.59 Problema 5.82. 5.83 Dois objetos com massas de 5.00 kg e 2.00 kg estão suspensos a 0.600 m acima do solo presos nas extremidades de uma corda de 6.00 m que passa sobre uma polia fixa sem atrito. Os dois objetos partem do repouso. Calcule a altura máxima atingida pelo ohjeto de 2.00 kg. 5.84 Atrito em um elevador. Você está dentro de um elevador que sobe para o decimo oitavo andar do seu apartamento. O elevador sobe com uma aceleração a = l .90 m/s 2 . Ao seu lado está uma caixa contendo seu computador novo: a massa total da caixa com o conteúdo e de 28.0 kg. Enquanto o elevador está acelerando para cima. você empurra hori/.ontalmente a C 22
Física I – Lista de Exercícios – Parte B – Prof. Dr. Cláudio Sérgio Sartori caixa com velocidade constante para a porta do elevador. Se o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o piso do elevador e C = 0.32, qual é o modulo da força que você deve aplicar? 5.85 Qual deve ser a aceleração do carrinho da Figura 5.60 para que o bloco A não caia? O coeficiente de atrito estático entre o bloco e o carrinho ê S. Como seria o comportamento do bloco descrito por um bservador no carrinho? FIGURA 5.60 Problema 5.85. FIGURA 5.61 Problema 5.86. 5.87 Um bloco A com peso 3w desliza sobre um plano inclinado S com inclinação de 36.9 0 a uma velocidade constante, enquanto a prancha B, com peso w. está em repouso sobre A. A prancha está ligada por uma corda no topo do plano (Figura 5.62). (a) Faça um diagrama de todas as forças que atuam sobre A. (b) Se o coeficiente de atrito cinético entre A e K for igual ao coeficiente de atrito cinético entre S e A calcule o seu valor. FIGURA 5.62 Problema 5.87. 5.88 Um homem com massa de 70.0 kg está em pé sobre uma plataforma com massa de 25.0 kg. Ele puxa a extremidade livre de uma corda que passa por uma polia no teto e que tem a outra extremidade amarrada na plataforma. As massas da corda e da polia são desprezíveis e a polia não possui atrito. A corda é vertical nos dois lados da polia, (a) Com que força ele deve puxar para que ele e a plataforma possuam uma aceleração para cima igual a l.80 m/s 2 ? (b) Qual é a aceleração da corda em relação a ele? 5.89 Dois blocos de massas m1 e m2 estão apoiados como indicado na Figura 5.63 e colocados sobre uma superfície horizontal sem atrito. Existe atrito entre os dois blocos. Uma força externa de módulo F atua sobre o bloco superior formando um angulo abaixo da horizontal. (a) Se os dois blocos se movem unidos, calcule a aceleração comum, (b) Mostre que os dois blocos se movem unidos somente quando: m m m s 1 1 2 F m2 cos s m1 m2 sen onde s é o coeficiente de atrito estático entre os dois blocos. F m1 m2 FIGURA 5.63 Problema 5.89. 5.90 Uma curva com raio R = 120 m em uma estrada plana possui uma inclinação lateral correta para unia velocidade de 20 m/s. Caso um carro contorne essa curva com 30 m/s, qual deve ser o coeficiente de atrito estático mínimo entre os pneus e a estrada para que o carro não derrape? 5.91 Considere uma estrada molhada com inclinação laleral como no Exemplo 5.23 (Seção 5.5), no qual ha um coeficiente de atrito estático de 0.30 e 23
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