Lista – Unidade VI, VII, VIIIDisciplina: Física Geral IProf.: Palmira RizzoMonitor: Guilherme Tres

1- Um homem empurra um bloco de 50 Kg. aplicando-lhe uma força inclinada de 600 em relação a horizontal. O coeficiente de atrito cinético vale 0,2. O corpo se desloca em linha reta. O trabalho realizado pela força aplicada pelo homem vale 800 J, para um deslocamento de 5 m. Calcule o módulo da força aplicada.

2- Um bloco de massa igual a 4,0 Kg. é puxado com velocidade constante através de uma distância d = 5 m. ao longo de um assoalho por uma corda que exerce uma força constante de módulo F = 8 N formando um ângulo de 200 com a horizontal. Calcule: (a) O trabalho realizado pela corda sobre o bloco; (b) O trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco; (c) O trabalho total realizado sobre o bloco.

3- Um bloco de gelo de massa igual a 30 Kg. desliza sobre um plano inclinado de comprimento igual a 2,0 m. e de uma altura igual a 1,0 m.. Uma força age sobre o bloco para cima , paralelamente ao plano inclinado, de tal modo que ele desce com velocidade constante. O coeficiente de atrito entre o gelo e o plano vale 0,10. Determine: (a) O módulo da força exercida pelo homem; (b) O trabalho realizado pelo homem sobre o bloco; (c) O trabalho realizado pela força da gravidade; (d) O trabalho realizado pelo atrito sobre o bloco; (e) O trabalho realizado pela força resultante sobre o bloco; (f) A variação da energia cinética.

4- Um caixote possui massa igual a 150 Kg.. O caixote é suspenso por uma corda de 12 m. de comprimento e a seguir deslocado lateralmente de 1,2 m. em relação à vertical e mantido nesta posição. (a) Que força aplicada ao longo do arco é necessária para manter o caixote nesta posição? (b) Realiza-se algum trabalho para mante-lo aí? (c) Realizou-se algum trabalho para desloca-lo? Em caso afirmativo, qual o valor deste trabalho?

5- Uma corda é usada para baixar verticalmente um bloco de massa m até uma distância d com uma aceleração constante e igual a g/5. Calcule o trabalho realizado pela tensão da corda sobre o bloco.

6- Uma moeda de 4,0 g. é pressionada contra uma mola vertical, comprimindo-a de 2,0 cm.. A constante elástica da mola vale 50 N/m. Até que altura a moeda se elevará quando a mola for liberada?

7- Um homem de 75 Kg. salta de uma janela para uma rede de proteção a 10 m. abaixo. A rede sofre uma deformação de 2,0 m. e lança-o de volta ao ar. Supondo que não ocorra dissipação de energia no processo, ache a energia potencial da rede distendida.

8- Para uma certa mola k = 2500 N/m. Um bloco de 4,9 Kg. cai sobre esta mola de uma altura h = 0,6 m.. despreze o atrito; ache a deformação máxima produzida pela mola.

9- Certa mola peculiar não obedece á Lei de Hooke. A força que ela exerce quando distendida a uma distância x , têm módulo 52,8x + 38,4x2 no sentido oposto á elongação. (a) Calcule o trabalho total necessário para distender a mola de x = 0,5 m. a x = 1,00 m. (b) Com uma das extremidades da mola fixa , uma partícula de massa 2,17 Kg., é presa á outra extremidade, quando ela está distendida de x = 1,00 m. Se a partícula é, então, liberada do repouso, calcule sua velocidade no instante em que a mola volta a configuração em que a extensão é x = 0,50m. (c) a força exercida pela mola é conservativa ou dissipativa? Explique.

10- Afirma-se que as grandes árvores podem evaporar até cerca de 900 Kg de massa de água por dia. (a) Supondo que a altura média em que a água evapora é 8,0 m., qual é a energia mínima necessária para elevar a água até esta altura? (b) Qual a potência média necessária para o processo descrito, sabendo que ele ocorre durante 12 horas por dia?

11- A energia cinética de um corpo de 5 Kg. de massa é igual a 1000 J. De que altura este corpo deveria cair para que sua energia cinética atingisse este valor?

12- Um foguete de massa igual a 5 x 104 Kg. deve atingir uma velocidade de escape de 11,2 Km/s para que possa fugir a atração terrestre. Qual deve ser a quantidade mínima de energia necessária para levar o foguete desde o repouso até esta velocidade?

13- Um próton partindo do repouso, é acelerado por um ciclotron até a velocidade de 2,0 x 107 m/s. Sabendo que um elétron-volt vale 1 eV = 1,6 x 10-19 J, calcule o trabalho em eV necessário para acelerar o próton até esta velocidade.

14- Um projetil de 50 g. possui velocidade inicial de 500 m/s. O projétil perfura um bloco de madeira e penetra 12 cm antes de parar. Calcule a força média exercida pelo projétil sobre o bloco de madeira.

15- Um garoto chuta uma bola com uma velocidade inicial de 20 m/s.. Um goleiro no mesmo nível, agarra a bola quando a velocidade se reduziu para 10 m/s. Calcule o trabalho realizado pela resistência do ar. A massa da bola vale 200 g.

16- Um corpo de 0,80 Kg. colocado sobre uma mesa horizontal é ligado a um fio que passa através de um orifício da mesa, no centro do círculo ao longo do qual o corpo se move com velocidade constante. Se o raio do círculo vale 0,50 m. e se a velocidade vale 8,0 m/s., qual é a tração do fio? (b) Reduzindo-se o raio do fio para 0,30 m., a tração fica multiplicada por 4,0. Calcule o trabalho realizado pelo fio durante a redução do raio.

17- Um helicóptero é usado para erguer do oceano um astronauta de massa igual a 70 Kg. até a altura de 17 m., numa direção vertical, por meio de um cabo. A aceleração do astronauta vale g/8. (a) Calcule o trabalho realizado pelo helicóptero sobre o astronauta . (b) Qual é o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o astronauta?

18- Um pequeno bloco de massa m desliza ao longo de um trilho, sem atrito, como mostra a fig. 6.01 (a) Se ele sai do repouso em P, qual a força resultante que atua nele, em Q ? (b) Que altura acima da parte horizontal do trilho, deve o bloco ser largado para que a força que o trilho exerce sobre ele, no topo, seja igual ao seu peso?

19- Um automóvel se desloca em linha reta com velocidade constante igual a 60 Km/h.. Calcule : (a) A variação da energia cinética em 100 m.;(b) O trabalho total da força resultante sobre o automóvel em 100 m.; (c) O trabalho da força motriz sabendo que durante 100 m. de percurso a força motriz vale 7000 N.

20- Um carro de montanha-russa com massa m inicia seu movimento no ponto A com velocidade vO , como mostra a figura 6.02. Suponha que ele possa ser considerado como uma partícula e que permaneça sempre sobre o trilho. (a) Qual será a velocidade do carro nos pontos B e C ? (b) Que desaceleração constante é necessária para dete-lo no ponto E, se, é no ponto D, o início do freamento?

21- Experiências de difração de elétrons indicam que a distância entre o átomo de carbono, C, e o átomo de oxigênio, O, na molécula de monóxido de carbono, CO, é igual a 1,13 x 10-10 m. Calcule a distância do átomo de carbono ao centro de massa da molécula de CO.

22- Calcule a distância entre o centro da massa do sistema Terra-Lua e o centro da Lua. Use os dados do apêndice do livro.23- Três partículas possuem as seguintes massas e coordenadas: 5,0 Kg, x = y = 1 cm; 3,0 Kg, x = 4 cm, y = 1 cm; 2 Kg, x = y = 2 cm..

Encontre a posição xCM e yCM desde sistema de partículas.24- Na molécula de amônia ( NH3) os três átomos de hidrogênio (H) formam um triângulo equilátero, sendo de 1,628 x 10-10 m. a

distância entre os centro dos átomos de hidrogênio (H) . O átomo de nitrogênio (N) está no vértice de uma pirâmide da qual os três átomos de hidrogênio constituem a base. (fig. 6.03). A distância entre os átomos de hidrogênio e o átomo de nitrogênio vale 1,014 x 10-10m. Localize o centro de massa deste sistema em relação ao átomo de nitrogênio.

RESPOSTAS:

1 ) 320 N 2 ) (a) 37,58 J (b) – 37,58 J (c) zero3 ) (a) 121,7 N (b) – 243,4 J (c) 294 N (d) –51 N (e) zero (f) zero4 ) (a) 147,13 N (b) Sim (c) 87,61 J5 ) - 4mgd/56 ) 0,25 m7 ) 8829 J8 ) 0,15 m9 ) (a) 31,8 J (b) 5,8 m/s (c) conservativa10 ) (a) 7,06 x 104 J (b) 1,6 W

Figura 6.01 – Problema 18

Q

R

5R

P

Figura 6.02 – Problema 20

ED

L

baa

H/2 HH

A V0 B

C

Figura 6.03 – Problema 24

11 ) 20,4 m 12 ) 3,14 x 1012 J13 ) 2,08 MeV14 ) 5,2 x 104N15 ) – 30 J16 ) (a) 102,4 N (b)35,84 J17 ) (a) 1,3 x 104 J (b) – 1,16 x 104 J18 ) (a) P 651/2

19 ) (a) zero (b) zero (c) 7 x 105 J

20 ) (a) vB = vA = v0 ; vC =

(b) ( - 2gh + v02 )/ 2L

21 ) 6,45 x 10-11 m22 ) 3,7 x 105 Km23 ) xCM = 2,1 cm ; yCM = 1,2 cm24 )yCM = 6,71 x 10-12 m.