01. (Halliday, Resnick, Walker *) Uma máquina transporta um pacote de 4,0kg de uma posição inicial di = (0,50m)i + (0,75m)j + (0,20m)k
em t=0 até uma posição final df = (7,50m)i + (12,0m)j+ (7,20m)k em t=12s. A força constante aplicada pela máquina ao pacote é F = (2.00N)i + (4,00N)j + (6,00N)k. Para esse deslocamento, determine o trabalho realizado pela força da máquina sobre o pacote e a potência média.
Solução (Vídeo no Youtube):
Solução (Vídeo no Youtube):
Cálculo da Energia Potencial:
02. (Halliday, Resnick, Walker *) A figura a seguir mostra uma haste fina, de comprimento L=2,00 m e massa desprezível, que pode girar em torno de uma das extremidades para descrever uma circunferência vertical. Uma bola de massa m = 5,00 Kg está presa na outra extremidade. A haste é puxada até fazer um ângulo θ⁰ = 30,0⁰ com a vertical e liberada com velocidade inicial v0=0. Adote g=9,8m/s².
Quando a bola desce até o ponto mais baixo da trajetória, responda:
a) Qual o trabalho realizado sobre ela pela força gravitacional?
b) Qual a variação da energia potencial do sistema bola-Terra?
c) Se a energia potencial é tomada como zero no ponto mais baixo da circunferência, qual é o seu valor no momemento em que a bola é liberada?
d) Os valores das respostas dos itens de a) a c) aumenta, diminuem ou permanecem os mesmos se o ângulo θ⁰ é aumentado?
Solução (Vídeo no Youtube):
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Conservação da Energia Mecânica:
03. (Halliday, Resnick, Walker *) Em t=0, uma bola de 1,0kg é atirada de uma torre com v=(18m/s)i+(24m/s)j. Quanto é ΔU do sistema bola-Terra entre t=0 e t=6,0s (ainda em queda livre)? Adote g=9,8m/s².
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Força e Movimento - 1
04. (Halliday, Resnick, Walker *) Apenas duas forças horizontais atuam em um corpo de 3,0 kg que pode se mover em um piso sem atrito. Uma força é de 9,0 N e aponta para o leste; a outra é de 8,0 N e atua 620 ao norte do oeste. Qual é o módulo da aceleração do corpo?
Solução (Vídeo no Youtube):
(a) F2= (-3,0 N) i + (-4,0 N)j
(b) F2= (-3,0 N) i + (4,0 N)j
(c) F2= (3,0 N) i + (-4,0 N)j
Solução (Vídeo no Youtube):
06. (Halliday, Resnick, Walker *) Três astronautas, impulsionados por mochilas a jato, empurram e guiam um asteróide de 120Kg em direção a uma base de manutenção, exercendo forças mostradas na figura, com F1=32N, F2=55N, F3=41N, θ1=30º e θ3=60º.
Determine a aceleração do asteróide
(a) em termos dos vetores
unitários e como
(b) um módulo e
(c) um ângulo em relação ao
semieixo x positivo.
Solução (Vídeo no Youtube):
Acessar: mais exercícios (sobre leis de Newton)
atrito
07. (Halliday, Resnick, Walker *) O piso de um vagão de trem está carregado de caixas soltas cujo coeficiente de atrito estático com o piso é 0,25. Se o trem está se movendo inicialmente com uma velocidade de 48 km/h, qual é a menor distância na qual o trem pode ser parado com aceleração constante sem que as caixas deslizem no piso? Adote g = 9,8 m/s².
Solução (Vídeo no Youtube):
atrito
07. (Halliday, Resnick, Walker *) O piso de um vagão de trem está carregado de caixas soltas cujo coeficiente de atrito estático com o piso é 0,25. Se o trem está se movendo inicialmente com uma velocidade de 48 km/h, qual é a menor distância na qual o trem pode ser parado com aceleração constante sem que as caixas deslizem no piso? Adote g = 9,8 m/s².
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08. (Halliday, Resnick, Walker *) Em um jogo de shuffleboard em um dormitório, estudantes enlouquecidos devido aos exames finais
usam urna vassoura para deslocar um livro de cálculo ao Ion go do corredor do dormitório. Se o livro
com 3,5 kg e empurrado pela vassoura, a partir do repouso, com uma forca horizontal de 25 N por uma
distância de 0,90 m e entao adquire uma velocidade 1,60 m/s, qual e o coeficiente de atrito cinético
entre o livro e o piso? Adote g = 9,8 m/s².
Solução (Vídeo no Youtube):
atrito em plano inclinado
09. (Halliday, Resnick, Walker *) Na figura abaixo, um porco brincalhão escorrega em uma rampa com uma ο inclinação de 35 e leva o dobro do tempo que levaria se não houvesse atrito. Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o porco e a rampa? Adote g = 9,8 m/s².
Solução (Vídeo no Youtube):
Acessar: plano inclinado, (mais exercícios)
atrito e força normal variando
10. (Halliday, Resnick, Walker *) Um bloco de 2,5kg está inicialmente em repouso em uma superfície horizontal. Uma força horizontal F de módulo 6N e uma força vertical P são aplicadas ao bloco (Fig. 1 ao lado). Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são μs=0,4 e μk =0,25 . Determine o módulo da força de atrito que age sobre o bloco se o módulo de P é (a) 8N, (b) 10N e (c) 12N. Adote g = 9,8 m/s².
atrito e força normal variando
10. (Halliday, Resnick, Walker *) Um bloco de 2,5kg está inicialmente em repouso em uma superfície horizontal. Uma força horizontal F de módulo 6N e uma força vertical P são aplicadas ao bloco (Fig. 1 ao lado). Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são μs=0,4 e μk =0,25 . Determine o módulo da força de atrito que age sobre o bloco se o módulo de P é (a) 8N, (b) 10N e (c) 12N. Adote g = 9,8 m/s².
Fig. 02 Problema 05
Solução (Vídeo no Youtube):
Movimento circular uniforme e atrito
11. (Halliday, Resnick, Walker *) Um gato esta cochilando em um carrossel parado, a uma distancia de 5,4m do centro. O brinquedo é ligado e logo atinge a velocidade normal de funcionamento, na qual completa uma volta a cada 6,0s. Qual deve ser, no minimo, o coeficiente de atrito estatico entre o gato e o carrossel para que o gato permaneça no mesmo lugar, sem escorregar? Adote g=9,8m/s².
Solução (Vídeo no Youtube):11. (Halliday, Resnick, Walker *) Um gato esta cochilando em um carrossel parado, a uma distancia de 5,4m do centro. O brinquedo é ligado e logo atinge a velocidade normal de funcionamento, na qual completa uma volta a cada 6,0s. Qual deve ser, no minimo, o coeficiente de atrito estatico entre o gato e o carrossel para que o gato permaneça no mesmo lugar, sem escorregar? Adote g=9,8m/s².
Movimento circular uniforme
12. (Halliday, Resnick, Walker *) Um carro (sem sustentação negativa), dirigido por um dublê, passa pelo alto de um morro cuja seção transversal pode ser aproximada por uma circunferência de raio R = 250 m. Qual é a maior velocidade para o qual o carro não perde contato com a estrada no alto do morro? Adote g=9,8m/s².
12. (Halliday, Resnick, Walker *) Um carro (sem sustentação negativa), dirigido por um dublê, passa pelo alto de um morro cuja seção transversal pode ser aproximada por uma circunferência de raio R = 250 m. Qual é a maior velocidade para o qual o carro não perde contato com a estrada no alto do morro? Adote g=9,8m/s².
Fig. 01 Problema 82.
Acessar: mais exercícios sobre força centrípeta e movimento circular
Solução (em breve)
Pesquisar no blog: energia cinética, trabalho de uma força constante
Energia Cinética
13. (Halliday, Resnick, Walker *)
Em 10 de agosto de 1972, um grande meteorito atravessou a atmosfera
terrestre sobre o oeste dos EUA e Canadá, como uma pedra que ricocheteia
na água. A bola de fogo resultante foi tão forte que pôde ser vista à
luz do dia e era mais intensa que o rastro deixado por um meteorito
comum. A massa do meteorito era aproximadamente 4x106
kg; sua velocidade era de cerca de 15km/s. Se ele tivesse penetrado a
atmosfera verticalmente, teria atingido a superfície da Terra com
aproximadamente a mesma velocidade.
a) Calcule a perda de energia cinética do meteorito (em joules) que estaria associada com o impacto vertical.
b) Expresse a energia como um múltiplo da energia de explosivo de 1 megaton de TNT, que é de 4,2x1015 J.
c)
A energia associada com a explosão da bomba atômica sobre Hiroshima era
equivalente a 13 quilotons de TNT. A quantas bombas de Hiroshima o
impacto do meteorito seria equivalente?
Solução (em breve)
Pesquisar no blog: energia cinética, trabalho de uma força constante
14. (Halliday, Resnick, Walker *) Uma conta
com uma massa de 1,8x102 Kg está semovendo no sentido positivo do eixo x. A
partir do instante t = 0 s, em que a conta está passando pela
posição x = 0 m com uma velocidade de 12 m/s, uma força
constante passa a agir sobre a conta. A figura a seguir indica a
posição da conta nos instantes t0=0,t1=1,0 ,t2=2,0, e t3=3,0s. A conta pára
momentaneamente em t3=3,0s. Qual é a energia cinética da conta em t = 10
s
Fig. 01 Problema 4
15. (Halliday, Resnick, Walker *) Um corpo de 3,0 kg está em repouso sobre um colchão de ar horizontal de atrito desprezível quando uma força horizontal constante F é aplicada no instante t = 0. A figura abaixo mostra, em um gráfico estroboscópico, a posição da partícula a intervalos de 0,5s. Qual é o trabalho realizado sobre o corpo pela força F no intervalo t = 0 a t = 2 s?
Solução (Vídeo no Youtube):
15. (Halliday, Resnick, Walker *) Um corpo de 3,0 kg está em repouso sobre um colchão de ar horizontal de atrito desprezível quando uma força horizontal constante F é aplicada no instante t = 0. A figura abaixo mostra, em um gráfico estroboscópico, a posição da partícula a intervalos de 0,5s. Qual é o trabalho realizado sobre o corpo pela força F no intervalo t = 0 a t = 2 s?
Fig.2 Problema 7
Solução (Vídeo no Youtube):
Trabalho e força gravitacional
16. (Halliday, Resnick, Walker *) Na
figura, um bloco de queijo de 0,250kg está sobre o piso de um elevador
de 900kg que está sendo puxado para cima por um cabo, primeiro por uma
distância d1=2,40m e depois por uma distância d2=10,5m. Adote g=9,8m/s².
a)No deslocamento d1, se a força normal exercida sobre o bloco pelo piso do elevador tem módulo constante FN=3,00N, qual é o trabalho realizado pela força do cabo sobre o elevador?
b) No deslocamento d2, se o trabalho realizado sobre o elevador pela força (constante) do cabo é 92,61kJ, qual é o módulo FN?
Solução (Vídeo no Youtube):
Trabalho da força elástica
17. (Halliday, Resnick, Walker *) A única força que age sobre um corpo de 2,0kg enquanto ele se move no semi-eixo positivo de um eixo x tem uma componente Fx=-6x N, com x em metros. A velocidade do corpo em x=3,0m é 8,0m/s.
b) Para que valor positivo de x o corpo tem uma velocidade de 5m/s?
Solução (Vídeo no Youtube):
Pesquisar no blog: força elástica,
* D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamentos de Física, Volume 1 (John Wiley & Sons, Inc., 2011).
* D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamentos de Física, Volume 1 (John Wiley & Sons, Inc., 2011).
2 comentários:
muito bomm!!! adorei
valeu!
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