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Faculdade de Tecnologia SENAI - Cimatec

Fsica Aplicada I

Prof. Andr Vianna

Lista de exerccios

01. O grfico velocidade contra tempo, mostrado adiante, representa o movimento retilneo de um carro de massa m=600kg numa estrada molhada. No instante t=6s o motorista v um engarrafamento sua frente e pisa no freio. O carro, ento, com as rodas travadas, desliza na pista at parar completamente. Despreze a resistncia do ar.

a) Qual o coeficiente de atrito entre os pneus do carro e a pista? b) Qual o trabalho, em mdulo, realizado pela fora de atrito entre os instantes t=6s e t=8s?

02. Um bloco A de 3,0kg abandonado no ponto P do plano inclinado, conforme figura a seguir. O plano inclinado no possui atrito, entretanto no trecho QR o coeficiente de atrito cintico (c), entre o bloco e o plano horizontal vele 0,25. Sendo a constante elstica da mola k = 1,5x105 N/m, determine aproximadamente, em cm, a compresso que o bloco A proporciona mola.

03. Um carrinho desloca-se em linha reta sobre uma superfcie plana e horizontal, s custas da fora F constante, indicada em escala na figura a seguir.

a) Qual o trabalho realizado pela fora F, quando o carrinho se desloca do ponto P ao ponto Q, distante 2,0 metros de P? b) se tinha energia cintica de 4,0J quando passou por P, dirigindo-se para Q, que energia cintica ter ao passar por Q? (Despreze possveis atritos).

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04. Um bloco de madeira, de massa 0,40kg, mantido em repouso sobre uma superfcie plana, horizontal e perfeitamente lisa, est comprimindo uma mola contra uma parede rgida, como mostra a figura a seguir.

Quando o sistema liberado, a mola se distende, impulsiona o bloco e este adquire, ao abandon-la, uma velocidade final de 2,0m/s. Determine o trabalho da fora exercida pela mola, ao se distender completamente: a) sobre o bloco e. b) sobre a parede.

05. Uma bola metlica cai da altura de 1,0m sobre um cho duro. A bola repica no cho vrias vezes, conforme a figura adiante. Em cada coliso, a bola perde 20% de sua energia. Despreze a resistncia do ar.

a) Qual a altura mxima que a bola atinge aps duas colises (ponto A)? b) Qual a velocidade com que a bola atinge o cho na terceira coliso?

06. Um homem necessita deslocar a caixa C, de massa 100 kg, desde o ponto A at o ponto B e deseja faz-lo com velocidade constante. O coeficiente de atrito cintico entre as superfcies em contato 0,10. Considerando que a corda e a polia so elementos ideais, o trabalho realizado pela fora aplicada pelo homem no deslocamento da caixa de P at Q, ser:

07. A figura mostra um bloco, de massa m=500g, mantido encostado em uma mola comprimida de X=20cm. A constante elstica da mola K=400N/m. A mola solta e empurra o bloco que, partindo do repouso no ponto A, atinge o ponto B, onde pra. No percurso entre os pontos A e B, a fora de atrito da superfcie sobre o bloco dissipa 20% da energia mecnica inicial no ponto A. Julgue as afirmativas abaixo, justificando as verdadeiras e corrigindo as falsas.

( ) Na situao descrita, no h conservao da energia mecnica. ( ) A energia mecnica do bloco no ponto B igual a 6,4J. ( ) O trabalho realizado pela fora de atrito sobre o bloco, durante o seu movimento, foi 1,6J. ( ) O ponto B situa-se a 80cm de altura, em relao ao ponto A. ( ) A fora peso no realizou trabalho no deslocamento do bloco entre os pontos A e B, por isso no houve conservao da energia mecnica do bloco. ( ) A energia mecnica total do bloco, no ponto A, igual a 8,0J. ( ) A energia potencial elstica do bloco, no ponto A, totalmente transformada na energia potencial gravitacional do bloco, no ponto B.

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08. Uma fora atuando em uma caixa varia com a distncia x de acordo com o grfico.

Quanto vale o trabalho realizado por essa fora para mover a caixa da posio x = 0 at a posio x = 6 m?

09. A figura representa o grfico do mdulo F de uma fora que atua sobre um corpo em funo do seu deslocamento x. Sabe-se que a fora atua sempre na mesma direo e sentido do deslocamento.

Pode-se afirmar que o trabalho dessa fora no trecho representado pelo grfico , em joules, de quanto?

10. O grfico a seguir uma reta e representa a variao da fora resultante que atua em um corpo de 1,2kg em funo do deslocamento. Sabe-se que a velocidade na posio x=2m de 4m/s. Qual a velocidade do corpo na posio x=4m?

11. Um corpo de massa m solto no ponto A de uma superfcie e desliza, sem atrito, at atingir o ponto B. A partir deste ponto o corpo desloca-se numa superfcie horizontal com atrito, at parar no ponto C, a 5 metros de B.

Sendo m medido em quilogramas e h em metros, o valor da fora de atrito F, suposta constante enquanto o corpo se movimenta, vale em newtons, em funo de m e h vale?

12. Um carrinho de massa m = 4Kg e velocidade de 6m/s choca-se com uma mola de constante elstica k=100 N/m. Desprezando-se o atrito e a resistncia do ar, a mxima compresso da mola ao ser comprimida pelo carrinho :

13. Um corpo de massa 0,5kg est na posio A da figura onde existe uma mola de constante elstica K=50N/m comprimida em 1m. Retirando-se o pino, o corpo descreve a trajetria ABC contida em um plano vertical. Desprezando-se o trabalho de atrito, qual a altura mxima que o corpo consegue atingir?

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14. Um corpo de massa m dotada de velocidade v em um ponto A percorre a canaleta A, B, C comprimindo a mola em C. Sabendo-se que hA>hC, podemos afirmar que:

a) o corpo retornar a uma altura h > hA b) o corpo retornar a uma altura h < hC c) o corpo retornar somente at o ponto B d) s podemos afirmar alguma coisa se conhecermos a massa m e) nada se pode afirmar

15. Comprime-se uma mola de constante elstica K, atravs de uma esfera de massa M, produzindo-se uma deformao X. Abandonando-se o sistema, a esfera atinge uma altura H na rampa, mostrada na figura. Provocando-se uma deformao 2X na mola, a nova altura atingida pela esfera, na rampa, em funo de h ser igual a: (Despreze todas as formas de atrito)

16. Um esquiador de massa m=70kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito so desprezveis. A energia cintica e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que est 5,0m abaixo do ponto P, so respectivamente,

17. A figura a seguir mostra um bloco, encostado em uma mola comprimida, no momento em que abandonado a partir do repouso. Quando passa pelo ponto P, o bloco se desprende da mola e sobe a rampa, considerada sem atrito, atingindo o repouso no ponto R. Considere a energia potencial nula na linha tracejada mostrada na figura. No ponto R, a energia mecnica do bloco vale 30J. Quais os valores da energia potencial gravitacional e da energia cintica do bloco, no ponto P?

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18. Um objeto de massa M=0,5kg, apoiado sobre uma superfcie horizontal sem atrito, est preso a uma mola cuja constante de fora elstica K=50N/m. O objeto puxado por 10cm e ento solto, passando a oscilar em relao posio de equilbrio. Qual a velocidade mxima do objeto, em m/s?

19. Uma pessoa resolve dar um salto vertical e, para isso, flexiona suas pernas como mostra a figura (1). Nesse instante, t1, ela est em repouso. O ponto C representa seu centro de massa. A figura (2) mostra a pessoa no instante t2, em que ela abandona o solo. Suponha que, a partir desse instante, todas as partes do corpo da pessoa tenham a mesma velocidade, a do centro de massa. A figura (3) mostra a pessoa no instante t3 em que seu centro de massa atinge a altura mxima. Entre t1 e t2 o centro de massa subiu uma altura d = 30 cm, e entre t2 e t3, uma altura h.

A massa da pessoa vale 50 kg e o trabalho total de seus msculos, no intervalo de t1 a t2 , foi W = 450 J. O valor da altura h igual a:

20. Um jovem sobe correndo, com velocidade constante, do primeiro ao segundo andar de um shopping, por uma larga escada rolante de descida, ou seja, sobe na contramo. No instante em que ele comea a subir, uma senhora, que est no segundo andar, toma a mesma escada para descer normalmente, mantendo-se sempre no mesmo degrau. Ambos permanecem sobre essa escada durante 30 s, at que a senhora, de massa Ms = 60 kg, desa no primeiro andar e o rapaz, de massa Mj = 80 kg, chegue ao segundo andar, situado 7,0 m acima do primeiro.

Supondo desprezveis as perdas por atrito, determine: a) A potncia P, em watts, que a senhora cede ao sistema da escada rolante, enquanto permanece na

escada. b) O nmero N de degraus que o jovem de fato subiu para ir do 1 ao 2 andar, considerando que cada

degrau mede 20 cm de altura. c) O trabalho T, em joules, realizado pelo jovem, para ir do 1 ao 2 andar, na situao descrita.