ESCOLA SÃO DOMINGOS

BATERIA DE EXERCÍCIOS – 3º TRIMESTRE

FÍSICA – 1º ANO

Aplicações das Leis de Newton / Atrito 1. Três blocos A, B e C de massa mA = 5kg, mB = 2kg e mC = 3kg, estão numa superfície horizontal sem atrito. Aplica-se ao bloco A uma força horizontal de 20 N, constante, como indica a figura. Determine:

a) a aceleração do conjunto; b) a intensidade da força que B exerce em C; c) a intensidade da força que A exerce em B. 2. Dois blocos de massas 5kg e 3kg estão numa superfície horizontal sem atrito e ligados por um fio de massa desprezível. A força F horizontal tem intensidade constante de 4N. Determine a tração no fio que liga os corpos.

3. (FEI-SP) Sabendo-se que a tração no fio que une os dois blocos vale 100N, qual é o módulo da força F? Despreze os atritos.

4. (UFRJ) Dois blocos de massa igual a 4kg e 2kg, respectivamente, estão presos entre si por um fio inextensível e de massa desprezível. Deseja-se puxar o conjunto por meio de uma força F cujo módulo é igual a 3N sobre uma mesa horizontal e sem atrito. O fio é fraco e corre o risco de romper-se. Qual o melhor modo de puxar

o conjunto sem que o fio se rompa: pela massa maior ou pela massa menor? Justifique sua resposta.

5. Na situação indicada na figura, os fios têm inércia desprezível e passam pelas polias sem atrito. Adote g = 10m/s2.

Determine: a) a aceleração do conjunto; b) a tração no fio que liga A e B; c) a tração no fio que liga B e C. 6. Os corpos A e B têm massas mA = 1kg e mB = 3kg. O corpo C, pendurado pelo fio, tem massa mC = 1kg. O fio é inextensível e tem massa desprezível. Adote g = 10m/s2 e suponha que A e B deslizam sem atrito sobre o plano horizontal.

Calcule: a) a aceleração do corpo C; b) a intensidade da força que o corpo B exerce sobre o corpo; c) a tração no fio. 7. No arranjo experimental da figura os fios e a polia têm massas desprezíveis. O fio é inextensível e passa sem atrito pela polia. Adote g = 10m/s2.

Determine: a) a aceleração dos corpos; b) as trações T1 e T2. 8. Um homem de 80kg está sobre uma balança dentro de um elevador em movimento. Se o elevador está descendo uniformemente com 2m/s2, acelerado, a balança acusa maior ou menor peso? Qual a indicação da balança, se estiver graduada em Newtons? (Adote g = 10m/s2) 9. Deixa-se cair simultaneamente, no vácuo, dois corpos A e B de massas mA = 100kg e mB = 1kg.

a) Qual dos blocos faz força sobre o outro? b) Qual a aceleração de cada um deles? 10. (E.F.O. Alfenas-MG) No esquema representado na figura , o bloco C tem massa 0,5kg e está em repouso sobre o plano inclinado de 37o com a horizontal, preso por um fio AB. Não há atrito entre o bloco e o plano.

Dados: (g = 10m/s2, sen 37o = 0,6 e cos 37o = 0,8) a) Qual a tração exercida pelo fio? b) Cortando-se o fio, qual a aceleração adquirida pelo bloco? 11. (UFPR) Um corpo de massa igual a 5kg parte, do repouso, da base de um plano inclinado de 30o com a horizontal e comprimento 5m e atinge sua extremidade superior em 10s. Qual a intensidade da força externa paralela ao plano inclinado que foi aplicada ao corpo? (Utilize g = 10m/s2 e despreze os atritos). 12. Determine a aceleração dos corpos da situação esquematizada. Adote g = 10m/s2. O fio e a polia têm massa desprezível. Não há atrito.

Nos exercícios a seguir, quando não forem especificados, os coeficientes de atrito estático e dinâmico são considerados iguais. Considere quando necessário g = 10m/s2 13. Um caixote de peso 80N, inicialmente em repouso sobre o solo horizontal , é empurrado por uma força F, também horizontal, de intensidade 24N. Determine a velocidade que o caixote adquire ao fim de 10s, sabendo-se que o coeficiente de atrito entre o caixote e o solo é 0,25. 14. Um garçom faz escorregar sem tombar, pelo balcão, uma garrafa de cerveja até que ela pare em frente a um freguês a 5m de distância. Sabendo-se que o coeficiente de atrito entre o balcão e a garrafa vale 0,16 e que a aceleração local da gravidade é 10m/s2, determine a velocidade inicial imposta à garrafa pelo garçom. 15. Um corpo de 10kg, partindo do repouso, é puxado sobre uma superfície horizontal por uma força constante de 20N. Sabe-se que o corpo percorre uma distância de 50m em 10s. Calcule a força de atrito que atua sobre o corpo durante seu deslocamento.

16. Um menino, empurra um caixote A, de massa igual a 10kg, sobre um piso plano e horizontal, aplicando uma força também horizontal de intensidade igual a 100N. A partir de certo ponto, o caixote A encosta em um outro caixote B idêntico, e o menino segue empurrando os dois com a mesma força. Considerando o coeficiente de atrito dinâmico entre os caixotes e o piso igual a 0,2 calcule a aceleração do caixote A antes de encostar em B e a aceleração do conjunto AB algum tempo depois de A ter encostado em B. 17. (UNICAMP-SP) Considere na figura, dois blocos A e B, de massas conhecidas, ambos em repouso. Uma força F = 5,0N é aplicada no bloco A, que permanece em repouso. Há atrito entre o bloco A e a mesa, e entre os blocos A e B.

a) O que acontece com o bloco B ? b) Indique todas as forças que agem sobre os blocos A e B (diagrama de corpo livre) 18. (UFBA) O corpo A pesa 100N e está em repouso sobre o corpo B, que pesa 200N. O corpo A está ligado por uma corda ao anteparo C, enquanto o corpo B está sendo solicitado por uma força horizontal F, de 125N . O coeficiente de atrito de escorregamento entre os corpos A e B é 0,25. Determine o coeficiente de atrito entre o corpo B e a superfície de apoio e a tração na corda, considerando que o corpo B está na iminência de movimento.

19. (VUNESP) Um caixote de massa 20kg está em repouso sobre a carroceria de um caminhão que percorre uma estrada plana, horizontal, com velocidade constante de 72km/h. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico são aproximadamente iguais e valem 0,25.

a) Qual a intensidade da força de atrito que está atuando no caixote? Justifique sua resposta. b) Determine o menor tempo possível para que esse caminhão possa frear sem que o caixote escorregue. 20. Um móvel sai do repouso pela ação da força F = 12N constante, que nele atua durante 4s, em trajetória retilínea e horizontal, sem atrito, e o móvel desloca-se 20m. Determine: a) a aceleração adquirida pelo móvel; b) a massa do corpo; c) o trabalho da força F nos quatro primeiros

segundos; d) a velocidade do corpo após 4 s de movimento. 21. (VUNESP) Na figura, sob a ação da força de intensidade F = 2N, constante, paralela ao plano, o bloco percorre 0,8m ao longo do plano com velocidade constante. Desprezando o atrito determine:

a) a massa do bloco; b) o trabalho realizado pelo peso do bloco, nesse percurso. 22. A propaganda de um automóvel apregoa que ele consegue atingir a velocidade de 108km/h em um percurso horizontal de apenas 150m, partindo do repouso. a) Supondo o movimento uniformemente acelerado, calcule a aceleração do carro; b) Sendo 1200kg a massa do carro, determine a potência média que ele desenvolve. 23. (ITA-SP) Uma escada rolante transporta passageiros do andar térreo A ao andar superior B, com velocidade constante. A escada tem comprimento total igual a 15m, degraus em número de 75 e inclinação igual a 30o. Determine: a) o trabalho da força motora necessária para elevar um passageiro de 80kg de A até B; b) a potência correspondente ao item anterior empregada pelo motor que aciona o mecanismo efetuando o transporte em 30s; c) o rendimento do motor, sabendo-se que sua potência total é de 400 W.

Gabarito

1. a) 2 m/s b) 6 N c) 10 N 2. T = 2,5 N 3. 300 N 4. Pela massa maior. 5. a) 2,5 m/s² b) 150 N c) 125 N 6. a) 2 m/s² b) 6 N c) 8 N 7. a) 5 m/s² b) 15 N e 30 N 8. Menor. 640 N 9. a) A faz força sobre B b) 10 m/s² 10. a) 3 N b) 6 m/s² 11. 25,5 N 12. 2,5 m/s²

13. 5 m/s 14. 4 m/s 15. – 10 N 16. A: 8 m/s². AB: 3 m/s²

17. a) Permanece em repouso b) (diagrama de corpo livre) 18. µ = 1/3. T = 25 N 19. a) Zero b) 8 s 20. a) 2,5 m/s² b) 4,8 Kg c) 240 J d) 10 m/s 21. a) 0,4 Kg b) 1,6 J 22. a) 3 m/s² b) 54 000 W 23. a) 6 000 J b) 200 W c) 50 %