Lista de exercícios 3º ano FORÇA RESULTANTE CENTRÍPETA / ATRITO / TRABALHO1. Singapore Flyer é uma roda-gigante de observação localizada em Singapura Atingindo 42 andares de altura, a Flyer compreende a um círculo de 150 metros de diâmetro. Ela é 5 metros mais alta que a The Star of Nanchang e 30 metros a mais que a London Eye. Cada uma das 28 cápsulas com ar-condicionado é capaz de transportar 28 passageiros cada, e uma rotação completa da roda demora aproximadamente 30 minutos.

Sabendo-se que a grande roda gigante Singapore Flyer tem movimento circular e uniforme com velocidade de 36 Km/h e uma pessoa com 75 kg de massa, sentada em uma poltrona passa pelo ponto mais alto e pelo ponto mais baixo como mostra as figuras 1 e 2.

Analise as afirmações a seguir:I - a força centrípeta é a força resultante nos pontos mostrados nas figuras 1 e 2.II - a força que a pessoa troca com a poltrona no ponto mais alto como mostra a figura 1, vale 100N.III - a força que a pessoa troca com a poltrona no ponto mais baixo como mostra a figura 2, vale

850N.Está correto apenas o que se afirma em:a)I b)I e II c)II e III d)III e) I e III

R:E2. Num parque de diversão, uma das atrações que geram sempre muita expectativa é a da montanha-russa, principalmente no momento do loop, em que se percebe que o passageiro não cai quando um dos carrinhos atinge o ponto mais alto, conforme se observa nas figuras. Considerando-se a aceleração da gravidade de 10 m/s2 e o raio de curvatura igual a 40 metros, analise as afirmações a seguir:

I - a força centrípeta sobre o conjunto (carrinho-passageiro) no loop é nula.II - a velocidade mínima do carrinho no loop é de 20 m/s, e independe do peso do passageiro.III - o peso do conjunto (carrinho-passageiro) no loop é igual à força centrípeta, para as condições de

velocidade mínimaIV. Considerando a velocidade do carrinho igual a 108 km/h ao passar pelo ponto mais baixo da montanha Russa, o que não é um exagero, e o raio da trajetória circular igual a 40m, a força que o a poltrona do carrinho aplica na pessoa de massa igual a 72 kg, vale 2000N. Está correto apenas o que se afirma em:a)I,II e III b) I , II e IV c)II , III e IV d) II,III e IV e)todas

R:A

3. Um motociclista descreve uma circunferência num “globo da morte" de raio 4 m, em movimento circular uniforme, no sentido indicado pela seta curva, na figura abaixo.

A massa total (motorista + moto) é de 150 kg.Considere g = 10 m/s2 julgue as afirmações a seguir.I. Se a velocidade do motociclista no ponto mais alto (A) da circunferência for 12 m/s, a força

exercida sobre o globo nesse ponto será 3900 N.II. Se a velocidade do motociclista No ponto mais baixo (C) da circunferência for 20 m/s, a força

exercida sobre o globo nesse ponto será 5000 N III. o menor valor da velocidade da moto para que ela passe pela parte superior do globo sem cair é de 72 km/h.

Está correto apenas o que se afirma em:a) I b)I e III c)II e III d)III e)II

R:A

4.Um piloto de Fórmula 1 (de automóveis), justamente com seu equipamento e mais o carro, totalizavam a massa de 700 kg. Numa das corridas do campeonato, ele entrou numa curva plana, horizontal, que é um arco de circunferência de raio R = 80 m, com determinada velocidade escalar.

Sabendo-se que o coeficiente entre os pneus e a pista vale 0,5 e admitindo-se para a aceleração da gravidade um valor de 10 m/s², calcule a máxima velocidade que ele podia desenvolver para fazer a curva.

a)5 m/s. b) 10 m/s. c)7 m/s. d) 20 m/s. e) 25 m/s.R:D5. Numa pista inclinada de em relação à horizontal, um carro de massa 700 kg descreve uma curva horizontal de raio 40(mostrada em corte na figura) com velocidade constante de 72 km/h. Sabendo-se que o veículo não tem nenhuma tendência de derrapar, qual o valor de ?

R: = 450

6. O bloco, inicialmente em repouso, representado na figura abaixo, tem massa 1,0 kg e está apoiado sobre uma mesa horizontal. Os coeficientes de atrito cinético e estático entre o bloco e a mesa são, respectivamente, e = 0,4 e d =0,35. Considerando g = 10 m/s², determine a aceleração do bloco quando ele é empurrado por uma força horizontal F de intensidade:

a)F = 2,0N b)F = 4,0N c)F = 6,0N

R: a) repouso(a = 0) b) repouso(a = 0) c)a = 2,5m/s2

7. A figura mostra o gráfico da intensidade da força de atrito que um plano horizontal exerce sobre um corpo, versus a intensidade da força externa aplicada horizontalmente para arrastar este corpo, suposto inicialmente em repouso sobre o plano horizontal.

Sendo o coeficiente de atrito estático entre o plano e o corpo igual a 0,4, é verdadeiro afirmar que:a)a força de atrito estático máxima que o plano faz sobre o corpo é 80 N;b)o peso do corpo é 100 N;c)o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano é 0,32;d)a intensidade da força de atrito cinético varia linearmente com a intensidade da força aplicada ao corpo.R:C8. Na figura abaixo, os blocos A e B têm massas mA =60 kg e mB = 20 Kg e, estando apenas encostados entre si, repousam sobre o plano horizontal.

A partir de um dado instante, exerce-se em A uma força F horizontal, de intensidade 500N. Sabendo que o coeficiente de atrito entre os blocos é 0,2, calcule:a) o módulo da aceleração do conjunto;b) a intensidade das forças que A e B trocam entre si na região de contato.R: a) a = 4,25m/s2 b) FAB = 125N

9. (PUC MG) No sistema mecânico da figura, os corpos A e B têm massas mA = 8,0 kg e mB = 4,0 kg, respectivamente. O fio que os une e a polia são ideais. O coeficiente de atrito entre o plano horizontal e o corpo A é . A resistência do ar é desprezível e, no local, a aceleração da gravidade é g = 10m/s2. Quando o sistema é abandonado do repouso da posição indicada na figura, a aceleração por ele adquirida tem módulo de 1,0 m/s2.

A

B g

Calcule: a)a intensidade da força que traciona o fio;b)o valor de .

R: a)40N; b)0,50

10. (PUCPR-2009) De acordo com pesquisas, cerca de quatro milhões de pequenas propriedades rurais empregam 80% da mão-de-obra do campo e produzem 60% dos alimentos consumidos pela população brasileira. Pardal e Pintassilgo acabaram de colher uma caixa de maçãs e pretendem transportar essa caixa do pomar até a sede da propriedade. Para isso, vão utilizar uma caminhonete com uma carroceria plana e horizontal. Inicialmente a caminhonete está em repouso numa estrada também plana e horizontal.Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a caixa e a carroceria é de 0,40, a aceleração máxima com que a caminhonete pode entrar em movimento sem que a caixa escorregue, vale: (Considere g = 10 m/s2).

R: e

11. (UFG) Nas academias de ginástica, usa-se um aparelho chamado pressão com pernas (leg press), que tem a função de fortalecer a musculatura das pernas. Este aparelho possui uma parte móvel  que desliza sobre um plano inclinado, fazendo um ângulo de 60º com a horizontal, Uma pessoa,  usando o aparelho, empurra a parte móvel de massa igual 100 kg e a faz mover ao longo do plano, com velocidade constante como é mostrado na figura.

Considere o coeficiente de atrito dinâmico entre o plano inclinado e a parte móvel 0,10 e a aceleração da gravitacional 10m/s². (Usar sen 60º = 0,86  e cos 60º = 0,50). Determine a intensidade da força que pessoa está aplicando sobre a parte móvel do aparelho.

R: F = 910N

12. Um motorista empurra um carro sem combustível até um posto mais próximo. Na primeira metade do trajeto, o motorista empurra o carro por trás (situação I) e na segunda metade do trajeto ele o empurra pelo lado (situação II).

Nas figuras, está também representada a força F que o motorista faz sobre o carro, em cada caso. Sabendo que a intensidade desta força é constante e a mesma nas duas situações, é CORRETO afirmar que:a)o trabalho realizado pelo motorista é maior na situação II.b)o trabalho realizado pelo motorista é o mesmo nas duas situações.c)a energia transferida para o carro pelo motorista é maior na situação I.d)a energia transferida para o carro pelo motorista é menor na situação I.e)o trabalho realizado pelo motorista na situação I é menor do que a energia por ele transferida para o carro na situação II.R:c

13. O bloco mostrado na figura tem massa de 10 kg e encontra-se em repouso sobre uma superfície horizontal. A partir de certo instante passa a agir nele uma força constante de módulo F = 200 N formando um ângulo de 60 graus com o deslocamento conforme a figura e uma força de atrito de módulo 50N, para um deslocamento de 10m, determine:

a)o trabalho da força resultante b)a velocidade do corpo no final do deslocamento de 10m.R: a) 500J b)10m/s

14. (UFAM 09) Um corpo é arrastado sobre uma superfície horizontal por uma força constante de intensidade igual a 20N, e forma com a horizontal um ângulo de 60o. Durante a ação da força, o corpo se deslocou 5,0 m e a sua energia cinética sofreu uma variação de 10 J. A intensidade da força média de atrito que a superfície exerceu sobre o corpo é: (Dado: cos 60o = 0,5)a) 8 N b) 10 N c) 5 N d) 4 N e) nenhuma das respostasR: A15. (OBF 08) Qual o trabalho realizado por uma pessoa de massa 60 kg para carregar seu próprio peso por uma escada como a indicada abaixo?

R: 540J

16. Com o auxílio de um guindaste, uma plataforma de massa 5 kg é utilizada para erguer, desde o soloAté a altura de 5 m, a atriz que será destaque de um dos carros alegóricos da escola de samba Unidos da Lua Cheia, cuja fantasia tem massa de 25 kg. Se o trabalho que o peso do conjunto atriz + fantasia + plataforma realiza durante esse deslocamento tiver módulo igual a 4 500 J, a massa da atriz ser em kg, igual a (use g = 10 m/s2)

a) 90. b) 75. c) 60. d) 55. e) 40.R: C17. Um garoto de 40 kg de massa partiu do repouso no ponto A do tobogã da figura, atingindo o ponto B com velocidade de 10 m/s. Admitindo g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar.

O módulo do trabalho das forças de atrito que agiram no corpo do garoto de A até B, vale em joules?R: 2000J

18. Um bloco de 5 kg move-se em linha reta sobre uma superfície horizontal, sem atrito, sob a influência de uma força que varia conforme a posição, como mostrado na figura. Se a velocidade da partícula, ao passar pela origem, era 4,0 m/s, com que velocidade ela passará pelo ponto x = 8,0 m?

a) b) c) d) e)

R: A

19. O gráfico abaixo representa a variação de intensidade das duas únicas forças que agem num corpo que se desloca sobre um eixo Ox. As forças referidas têm a mesma direção do eixo. Calcule:

a) o trabalho da força F1, enquanto o corpo é arrastado nos primeiros 15 m;b) o trabalho da força F2, enquanto o corpo é arrastado nos primeiros 15 m;c) o trabalho da força resultante, para arrastar o corpo nos primeiros 15 m.d)a velocidade do corpo no final do deslocamento de 15m.

R: a)750J b) -150J C) 20m/s

20. (UFAC 10) João e André empurram caixas idênticas e de mesma massa, com velocidade constante, do chão até a carroceria de um caminhão. As forças aplicadas pelos dois são paralelas às rampas. Desconsidere possíveis atritos, analise as firmações abaixo e assinale a opção correta:

a) João faz a mesma força que André, para empurrar a caixa até o caminhão.b) O trabalho realizado por João é maior que o trabalho realizado por André.c) O trabalho realizado por João é menor que o trabalho realizado por André.d) O trabalho realizado por João é igual ao trabalho realizado por André.e) João faz uma força de maior intensidade que a e André, para empurrar a caixa até o caminhão.R: d