aplicacoes leis de newton faculdade - FÍSICA PARA POUCOS

FACULDADES OSWALDO CRUZ - FOCESCOLA SUPERIOR DE QUÍMICA - ESQDINÂMICAProfessor: João Rodrigo Escalari Quintiliano01 A figura mostra, em escala, duas forças→ a e → b , atuando num ponto material P.a←03Um objeto de massa m 3,0 kg écolocado sobre uma superfície sem atrito, nxy. Sobre esse objeto atuam 3 forças, conforme odesenho abaixo.escala1N1NPReproduza a figura, juntamente com o quadriculado,em sua folha de respostas.a) Represente na figura reproduzida a força → R , resultantedas forças → a e → b , e determine o valor deseu módulo em newtons.b) Represente, também, na mesma figura, o vetor→ → → → →c , de tal modo a b c 0 .Duas forças de módulos F 1 8 N e F 2 9 N formamentre si um ângulo de 60º.Sendo cos 60º 0,5 e sen 60º 0,87, o módulo daforça resultante, em newtons, é, aproximadamente,a) 8,2 d) 14,7b) 9,4 e) 15,6c) 11,402 Duas forças de módulo F e uma de móduloFatuam sobre uma partícula de massa m,2sendo as suas direções e sentidos mostrados nafigura.yb←F 2←y→Sabendo-se que F 3 4,0 F 3Ne que o objeto adquireuma aceleração de 2,0 m/s 2 →no sentido oposto a F 3 ,foram feitas as seguintes afirmações:III – a força resultante sobre o objeto tem o mesmosentido e direção da aceleração do objeto;III – o módulo da força resultante sobre o objeto éde 6,0 N;→ →III – a resultante das forças F 1 e F2 vale 10,0 N e tem→sentido oposto a F 3 .Pode-se afirmar que:a) Somente I e II são verdadeiras.b) Somente I e III são verdadeiras.c) Somente II e III são verdadeiras.d) Todas são verdadeiras.e) Todas são falsas.04Observando-se o movimento de umcarrinho de 0,4 kg ao longo de uma trajetóriaretilínea, verificou-se que sua velocidade variou linearmentecom o tempo de acordo com os dadosda tabela.F 1←←xt (s) 0 1 2 3 4v (m/s) 10 12 14 16 18A direção e o sentido do vetor aceleração são maisbem representados pela figura da alternativa:a) b) c) d) e)xNo intervalo de tempo considerado, a intensidadeda força resultante que atuou no carrinho foi, emnewtons, igual a:a) 0,4 d) 2,0b) 0,8 e) 5,0c) 1,0

05 Um corpo de 4kg descreve uma trajetóriaretilínea que obedece à seguinte equação horária:x 2 2t 4t 2 , onde x é medido em metros et em segundos. Conclui-se que a intensidade da forçaresultante do corpo em newtons vale:a) 16 d) 8b) 64 e) 32c) 406 Um corpo de 3,0kg está se movendo sobreuma superfície horizontal sem atrito com velocidadev 0. Em um determinado instante (t 0) umaforça de 9,0 N é aplicada no sentido contrário aomovimento. Sabendo-se que o corpo atinge o repousono instante t 9,0 s, qual a velocidade inicialv 0, em m/s, do corpo?07 A figura abaixo mostra a força em funçãoda aceleração para três diferentes corpos 1, 2 e 3.Sobre esses corpos é correto afirmar:força (N)864corpo 1corpo 2corpo 309 O bloco 1, de 4kg, e o bloco 2, de 1kg,representados na figura, estão justapostos e apoiadossobre uma superfície plana e horizontal. Eles sãoacelerados pela força horizontal → F , de módulo iguala 10 N, aplicada ao bloco 1 e passam a deslizar sobrea superfície com atrito desprezível.F←1a) Determine a direção e o sentido da força F 12 ,exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e calcule seumódulo.→b) Determine a direção e o sentido da força F 21 ,exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 e calcule seumódulo.10 Uma locomotiva puxa 3 vagões de cargacom uma aceleração de 2,0 m/s 2 . Cada vagão tem10 toneladas de massa. Qual a tensão na barra deengate entre o primeiro e o segundo vagões, em unidadesde 10 3 N? (Despreze o atrito com os trilhos.)2→20 2 4 6 8 10 aceleração (m/s 2 )321a) O corpo 1 tem a menor inércia.b) O corpo 3 tem a maior inércia.c) O corpo 2 tem a menor inércia.d) O corpo 1 tem a maior inércia.e) O corpo 2 tem a maior inércia.08 Um astronauta leva uma caixa da Terraaté a Lua. Podemos dizer que o esforço que elefará para carregar a caixa na Lua será:a) maior que na Terra, já que a massa da caixa diminuiráe seu peso aumentará.b) maior que na Terra, já que a massa da caixa permaneceráconstante e seu peso aumentará.c) menor que na Terra, já que a massa da caixa diminuiráe seu peso permanecerá constante.d) menor que na Terra, já que a massa da caixa aumentaráe seu peso diminuirá.e) menor que na Terra, já que a massa da caixa permaneceráconstante e seu peso diminuirá.11O conjunto abaixo, constituído defio e polia ideais, é abandonado do repouso no instantet 0 e a velocidade do corpo A varia em funçãodo tempo segundo oBdiagrama dado. Desprezandoo atrito e admitindog 10 m/s 2 , a relaçãoAentre as massas de A (m A)e de B (m B) é:a) m B 1,5 m Ad) m B 0,5 m Bb) m A 1,5 m Be) m A m Bc) m A 0,5 m B12 Um operário usa uma empilhadeira demassa total igual a uma tonelada para levantar verticalmenteuma caixa de massa igual a meia tonelada,com uma aceleração inicial de 0,5 m/s 2 , que se

mantém constantedurante um curto intervalode tempo. Useg 10 m/s 2 e calcule,neste curto intervalode tempo:a) a força que a empilhadeiraexerce sobre acaixa;b) a força que o chão exerce sobre a empilhadeira.(Despreze a massa das partes móveis da empilhadeira.)16 Uma balança na portaria de um prédioindica que o peso de Chiquinho é de 600 newtons.A seguir, outra pesagem é feita na mesma balança,no interior de um elevador, que sobe com aceleraçãode sentido contrário ao da aceleração da gravidadee módulo a g/10, em que g 10 m/s 2 .Nessa nova situação, o ponteiro da balança apontapara o valor que está indicado corretamente na seguintefigura:a) c)13 No sistema da figura, m A 4,5 kg, m B 12 kge g 10 m/s 2 . Os fios eas polias são ideais.a) Qual a aceleraçãodos corpos?b) Qual a tração nofio ligado ao corpo A?AB540 Nb) d)570 N630 N660 N14 No salvamento de um homem em altomar,uma bóia é largada de um helicóptero e leva2,0 s para atingir a superfície da água.Considerando a aceleração da gravidade igual a10 m/s 2 e desprezando o atrito com o ar, determine:a) a velocidade da bóia ao atingir a superfície daágua;b) a tração sobre o cabo usado para içar o homem,sabendo que a massa deste é igual a 120 kg e que aaceleração do conjunto é 0,5 m/s 2 .15Uma carga de 10 10 3 kg é abaixadapara o porão de um navio atracado. A velocidadede descida da carga em função do tempo estárepresentada no gráfico da figura.x (m/s)30 6 12 14 t (s)a) Esboce um gráfico da aceleração a em função dotempo t para esse movimento.b) Considerando g 10 m/s 2 , determine os módulosdas forças de tração T 1, T 2e T 3,no cabo que sustentaa carga, entre 0 e 6 segundos, entre6 e 12 segundos e entre 12 e 14 segundos, respectivamente.17Um plano inclinado faz um ângulode 30° com a horizontal. Determine a força constanteque, aplicada a um bloco de 50 kg, paralelamenteao plano, faz com que ele deslize(g 10 m/s 2 ):I – para cima, com aceleração de 1,2 m/s 2 ;II – para baixo, com a mesma aceleração de 1,2 m/s 2 .Despreze o atrito do bloco com o plano.I) II)a) 310 N para cima 190 N para cimab) 310 N para cima 310 N para baixoc) 499 N para cima 373 N para cimad) 433 N para cima 60 N para cimae) 310 N para cima 190 N para baixo18Dois planos inclinados, unidos porum plano horizontal, estão colocados um em frenteao outro, como mostra a figura. Se não houvesseatrito, um corpo que fosse abandonado num dosplanos inclinados desceria por ele e subiria pelo outroaté alcançar a altura original H.posição inicialHposição final

Nestas condições, qual dos gráficos melhor descrevea velocidade v do corpo em função do tempo tnesse trajeto?a) vd)vd)a (m/s 2 )8,04,00 1,5 2,5 3,25 4,25 x (m)0 t 0 tb) ve)ve)a (m/s 2 )8,01,50 2,5 3,25 4,25 x (m)8,0c)0 tv0 t20 Duas pequenas esferas de aço são abandonadasa uma mesma altura h do solo. A esfera (1)cai verticalmente. A esfera (2) desce uma rampa inclinada30° com a horizontal, como mostra a figura.0 t(1) (2)19Uma partícula de massa m deslizacom movimento progressivo ao longo do trilho ilustradoabaixo, desde o ponto A até o ponto E, semperder contato com o mesmo. Desprezam-se as forçasde atrito. Em relação ao trilho, o gráfico quemelhor representa a aceleração escalar da partículaem função da distância percorrida é:Ah30°Considerando os atritos desprezíveis, calcule a razãot1entre os tempos gastos pelas esferas (1) e (2),t2respectivamente, para chegarem ao solo.a)12 mD 0,9 m E0,6 mBC0,9 m 1,0 m 0,45 ma (m/s 2 )8,02,5 3,250 1,54,25 x (m)g←21 Nas academias de ginástica, usa-se umaparelho chamado pressão com pernas (leg press),que tem a função de fortalecer a musculatura daspernas. Este aparelho possui uma parte móvel quedesliza sobre um plano inclinado, fazendo um ângulode 60° com a horizontal. Uma pessoa, usandoo aparelho, empurra a parte móvel de massa igual a100 kg, e a faz mover ao longo do plano, com velocidadeconstante, como é mostrado na figura.8,0b)8,0a (m/s 2 )→v2,5 3,250 1,54,25 x (m)8,0c)a (m/s 2 )60°8,00 1,5 2,5 3,25 4,25 x (m)

Considere o coeficiente de atrito dinâmico entre oplano inclinado e a parte móvel 0,10 e a aceleraçãogravitacional 10 m/s 2 . (Usar sen 60° 0,86 ecos 60° 0,50)a) Faça o diagrama das forças que estão atuandosobre a parte móvel do aparelho, identificando-as.b) Determine a intensidade da força que a pessoaestá aplicando sobre a parte móvel do aparelho.22 A figura abaixo mostra um corpo deI de massa m I 2 kg apoiado em um plano inclinadoe amarrado a uma corda, que passa por umaroldana e sustenta um outro corpo II de massam II 3kg.IIIDespreze a massa da cordae atritos de qualquer30°natureza.a) Esboce o diagrama de forças para cada um dos doiscorpos.b) Se o corpo II move-se para baixo com aceleraçãoa 4 m/s 2 , determine a tração T na corda.23 Num local onde a aceleração gravitacionaltem módulo10 m/s 2 , dispõe-se oconjunto abaixo, noqual o atrito é desprezível,a polia e o fio sãoideais. Nestas condições,a intensidade daABCforça que o bloco Aexerce no bloco B é:I – A força para colocar o corpo em movimento émaior do que aquela necessária para mantê-lo emmovimento uniforme;II – A força de atrito estático que impede o movimentodo corpo é, no caso, 60 N, dirigida para adireita;III – Se nenhuma outra força atuar no corpo ao longodo eixo X além da força de atrito, devido a essaforça o corpo se move para a direita;IV – A força de atrito estático só vale 60 N quandofor aplicada uma força externa no corpo e que ocoloque na iminência de movimento ao longo doeixo X.São corretas as afirmações:a) I e II b) I e III c) I e IV d) II e III e) II e IV25 Um plano perfeitamente liso e horizontalé continuado por outro áspero. Um corpo demassa 5,0 kg move-se no plano liso onde percorre100 m a cada 10 s e, ao atingir o plano áspero, elepercorre 20 m até parar. Determine a intensidadeda força de atrito, em newtons, que atua no corpoquando está no plano áspero.26 Um caminhão está se deslocando numaestrada plana, retilínea e horizontal. Ele transportauma caixa de 100 kg apoiada sobre o piso horizontalde sua carroceria, como mostra a figura.xDadosm (A) 6,0 kg cos 0,8m (B) 4,0 kg sen 0,6m (C) 10 kga) 20 N b) 32 N c) 36 N d) 72 N e) 80 N24Um corpo de massa 20kg se encontraapoiado sobre uma mesa horizontal. O coeficientede atrito estático entre o corpo e a mesa é iguala 0,30 e o movimento somente poderá ocorrer aolongo do eixo X e no sentido indicado na figura.Considerando-se o valor da aceleração da gravidadeigual a 10 m/s 2 , examine as afirmações:Num dado instante, o motorista do caminhão pisa ofreio. A figura a seguir representa, em gráfico cartersiano,como a velocidadedo caminhãov (m/s)10varia em função dotempo.0 1,0 2,0 3,0 3,5 t (s)O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o pisoda carroceria vale 0,30. Considere g 10 m/s 2 .Verifique se, durante a freada, a caixa permaneceem repouso em relação ao caminhão ou desliza sobreo piso da carroceria. Justifique sua resposta.

27Dois corpos A e B, de massasM A 3,0 kg e M B 2,0 kg, estão ligados por umacorda de peso desprezível que passa sem atrito pelapolia C, como mostra a figura abaixo.BEntre A e o apoio existe atrito de coeficiente 0,5,a aceleração da gravidade vale g 10 m/s 2 e o sistemaé mantido inicialmente em repouso. Liberadoo sistema após 2,0 s de movimento a distância percorridapor A, em metros, é:a) 5,0 c) 2,0 e) 0,50b) 2,5 d) 1,028Dois blocos, A e B, ambos de massam, estão ligados por um fio leve e flexível que passapor uma polia de massa desprezível, girando sematrito. O bloco A está apoiado sobre um carrinho demassa 4 m, que pode se deslocar sobre a superfíciehorizontal sem encontrar qualquer resistência. A figuramostra a situação descrita.m4 mAUma força horizontal F é aplicada ao bloco B, conformeindica a figura. O maior valor que F pode adquirir,sem que o sistema ou parte dele se mova, é:a)Pc)3Pe) 3P22b) P d) 2P29O bloco A tem massa 2 kg e o B 4kg.O coeficiente de atrito estático entre todas as superfíciesde contato é 0,25. Se g 10 m/s 2 , qual a forçaF aplicada ao bloco B capaz de colocá-lo naiminência de movimento?a) 5 N c) 15 N e) 25 Nb) 10 N d) 20 N30Na figura, o carrinho A tem 10 kg eo bloco B, 0,5 kg. O conjunto está em movimento eo bloco B, simplesmente encostado, não cai devidoao atrito com A ( 0,4). O menor módulo da aceleraçãodo conjunto, necessário para que isso ocorra,é: Adote g 10 m/s 2 .movimentoABFmABQuando o conjunto é liberado, B desce e A se deslocacom atrito constante sobre o carrinho, acelerando-o.Sabendo que a força de atrito entre A e o carrinho,durante o deslocamento, equivale a 0,2 dopeso de A (ou seja, f at 0,2 mg) e fazendog 10 m/s 2 , determine:a) a aceleração do carrinhob) a aceleração do sistema constituído por A e B29Três blocos, A, B e C, de mesmopeso P, estão empilhadossobre um plano horizontal.AFO coeficiente de atrito entreesses blocos e entre o CBbloco C e o plano vale 0,5.a) 25 m/s 2 c) 15 m/s 2 e) 5 m/s 2b) 20 m/s 2 d) 10 m/ 231 Em determinado instante, uma bola de200 g cai verticalmente com aceleração de 4,0 m/s 2 .Nesse instante, o módulo da força de resistência,exercida pelo ar sobre essa bola, é, em newtons,igual a: (Dado: g 10 m/s 2 .)a) 0,20 c) 1,2 e) 2,0b) 0,40 d) 1,532Em uma experiência de Física, abandonam-sedo alto de uma torre duas esferas A e B,de mesmo raio e massas m A 2m B. Durante a que-

38Um bloco de 10kg repousa sozinhosobre o plano inclinado a seguir. Esse bloco sedesloca para cima, quando se suspende em P 2umcorpo de massa superior a 13,2 kg. Retirando-se ocorpo de P 2, a maior massa que poderemos suspenderem P 1para que o bloco continue em repouso,supondo os fios e as polias ideais, deverá ser de:Dados: g 10 m/s 2 ; sen 0,6; cos 0,8.a) c) e)P←F←P←F←P←F←b) d)F←P 2P 1a) 1,20 kg c) 2,40 kg e) 13,2 kgb) 1,32 kg d) 12,0 kg39A figura abaixo mostra uma molade massa desprezível e de constante elástica k emtrês situações distintas de equilíbrio estático.P←P←41Em um parque de diversões, existeum carrossel que gira com velocidade angular constante,como mostra a figura. Analisando o movimentode um dos cavalinhos, visto de cima e de fora docarrossel, um estudante tenta fazer uma figura ondeapareçam a velocidade → v , a aceleração → a e a resultantedas forças que atuam sobre o cavalinho, → R .Certamente a figura correta é:WP 1 9NP 1 ?De acordo com as situações I e II, pode-se afirmarque a situação III ocorre somente sea) P 2 36 N c) P 2 18 Nb) P 2 27 N d) P 2 45 N40Uma bolinha pendurada na extremidadede uma mola vertical executa um movimentooscilatório. Na situação da figura, a mola encontra-secomprimida e a bolinha está subindo com velocidade→ V. Indicando por → F a força da mola e por→P a força-peso aplicadas na bolinha, o único esquemaque pode representar tais forças na situação descritaacima é:a) d)Rb) e)R←←vv←←aa←←av←←va←←RR←←c)v←g←R 0a←v←

42A seqüência representa um meninoque gira uma pedra através de um fio, de massadesprezível, numa velocidade constante. Num determinadoinstante, o fio se rompe.figura A figura B figura Ca) Transcreva a figura C para sua folha de respostase represente a trajetória da pedra após o rompimentodo fio.b) Supondo-se que a pedra passe a percorrer umasuperfície horizontal, sem atrito, que tipo de movimentoela descreverá após o rompimento do fio?Justifique sua resposta.43Um ventilador de teto, com eixo vertical,é constituído por três pás iguais e rígidas, encaixadasem um rotor de raio R 0,10 m, formandoângulos de 120° entre si. Cada pá tem massaM 0,20 kg e comprimento L 0,50 m. No centrode uma das pás foi fixado um prego P, com massam p 0,020 kg, que desequilibra o ventilador, principalmentequando ele se movimenta.Suponha, então, o ventilador girando com uma velocidadede 60 rotações por minuto e determine:120°P0,50 mrotor44 (FMU-SP) A velocidade que deve ter um corpoque descreve uma curva de 100 m de raio, para quefique sujeito a uma força centrípeta numericamenteigual ao seu peso, éObs.: Considere a aceleração da gravidade igual a10 m/s 2 .a) 31,6 m/s c) 63,2 m/s e) 630,4 m/sb) 1 000 m/s d) 9,8 m/s45 (FGV-SP) Um automóvel de 1 720 kg entra emuma curva de raio r 200 m, a 108 km/h. Sabendoque o coeficiente de atrito entre os pneus do automóvele a rodovia é igual a 0,3, considere as afirmações:I – O automóvel está a uma velocidade segura parafazer a curva.II – O automóvel irá derrapar radialmente para forada curva.III – A força centrípeta do automóvel excede a forçade atrito.IV – A força de atrito é o produto da força normaldo automóvel e o coeficiente de atrito.Baseado nas afirmações acima, verifique:a) Apenas I está correta.b) As afirmativas I e IV estão corretas.c) Apenas II e III estão corretas.d) Estão corretas I, III e IV.e) Estão corretas II, III e IV.46 (Unitau-SP) Um corpo de massa 1,0 kg, acopladoa uma mola, descreve uma trajetória circular deraio 1,0 m em um plano horizontal, sem atrito, àrazão de 30 voltas por segundo. Estando a moladeformada de 2,0 cm, pode-se afirmar que sua constanteelástica vale:a) 2 N/m d) 2 10 3 N/mb) 10 N/m e) 1,8 2 10 5 N/mc) p 2 10 2 N/ma) A intensidade da força radial horizontal F, emnewtons, exercida pelo prego sobre o rotor.b) A massa M 0, em kg, de um pequeno contrapesoque deve ser colocado em um ponto D 0, sobre aborda do rotor, para que a resultante das forças horizontais,agindo sobre o rotor, seja nula.c) A posição do ponto D 0, localizando-a no esquemada folha de respostas.(Se necessário utilize 3)47 (FGV-SP) A figurarepresenta uma rodagiganteque gira comvelocidade angularconstante em torno doeixo horizontal fixoque passa por seu centroC.