UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UTFPR
Disciplina de Física Teórica I
Prof. Nelson Elias
17ª Lista de Exercícios: Cap. 5 Força e Movimento I - Leis de Newton.
Aluno (a) : ______________________________________________ Turma: _______ Data: ______/_____/______.
1) A figura abaixo mostra um móbile de três peças, preso por uma corda de massa desprezível. São dadas as massas das
peças superior e inferiores. A tensão no topo da corda é 199 N. Qual a tensão (a) no pedaço inferior da corda e (b) no
trecho médio da corda? Resp.: a) T1 = 54,0 N, b) T2 = 152N.
4,8 kg
5,5 kg
2) Um sinal luminoso pesando 122 N está pendurado por um cabo preso a dois outros cabos ligados a um suporte, como
mostra a figura abaixo. Os cabos superiores fazem ângulos de 37º e 53º com a horizontal. Esses cabos não são tão fortes
quanto o cabo vertical, e vão se romper se a tensão sobre eles ultrapassar 100 N.
a) Determine as trações nos cabos T1, T2 e T3
e indique se o sinal luminoso permanece em repouso
nessa situação, ou será que um dos cabos vai se romper?
b) Se os ângulos dos cabos podem ser ajustados, em qual situação teremos T1 = T2?
Resp. T1 = 73,43 N T2 = 97,66N e T3 = 122N
θ=45º T1 = T2
3) Uma bola de chumbo “B” e um bloco “M” estão ligados por uma corda leve conforme indicado na figura abaixo. A
corda e a polia possuem massas desprezíveis, e a polia não possui atrito. Desprezando o atrito cinético entre o bloco M
e a mesa. Considerando que uma força F = 98 N é aplicada ao corpo de massa M.
a) Determine a tensão na corda e a aceleração do sistema?
b) Qual deve ser a massa da bola de chumbo “B” para que o sistema
permaneça em equilíbrio.
4) Quando o sistema da figura abaixo é liberado do repouso,
o bloco m1 = 3,0 kg tem aceleração de a = 1 m/s2 para a direita.
As superfícies e a polia não têm atrito.
a) qual a tensão na corda durante o movimento.
b) qual o valor da massa M. Resp.: a) M = 0,34 kg.
F
M = 8,0 kg
B = 6,0 kg
1
M
5) Dois blocos estão em contato sobre uma mesa sem atrito. Uma força de horizontal F = 60 N é aplicada a um dos
blocos como mostrado na figura. A massa do primeiro bloco é mA = 10,5 kg e a do segundo bloco é mB = 4,5 kg.
a) determine a força de contato entre os dois blocos.
b) invertendo-se apenas as posições de A e B, e aplicando a mesma
força F = 60 N. Qual será o valor da força de contato entre A e B.
Resp.: a) Fc = 18,0 N a = 4 ms-2, b) Fc = 42,0N.
F
A
B
6) Três blocos estão em contato entre si sobre uma superfície horizontal plana, como mostra a figura abaixo. Uma força
horizontal F é aplicada a m1. Se m1 = 2,0 kg , m2 = 3,0 kg, m3 = 4,0 kg, e F = 18,0 N . a) Desenhe o diagrama de corpo
livre para cada corpo separadamente. b)encontre o valor da aceleração dos blocos, c) determine a força resultante sobre
cada bloco, d) Encontre as forças de contato entre os blocos.
Resp. b) a = 2 m/s2,
c) FR1 = 4,0 N, FR2 = 6,0 N e FR3 = 8,0 N
d) F32 = 8,0 N F21 = 14,0 N
7) Três blocos são conectados, como na figura abaixo, numa mesa horizontal, sem atrito, e puxados para a direita com
uma força T3 = 65 N. Se m1 = 12 kg, m2 = 24 kg e m3 = 31 kg . Calcule a aceleração do sistema e as trações nas cordas
que ligam os blocos 1 e 2.
Resp.: a) T1 = 11,64 N,
b) T2 = 34,92N e a = 0,97 ms-2.
1
T1
2
T2
3
T3 = 65 N
8) Calcular a aceleração de um bloco de massa M que desce por um plano inclinado 35º com a horizontal,
sabendo que não existe atrito entre o bloco e o plano.
Resp.: a = 5,62 m/s-2.
9) Um bloco é projetado para cima de um plano inclinado sem atrito com velocidade inicial v0 = 3,50 m/s. O ângulo do
plano inclinado é θ = 32º. Quanto tempo leva para chegar no ponto mais alto de sua trajetória? Resp.: t = 0,673s
9) No sistema da figura abaixo vemos um bloco de massa m1 = 10 kg, puxando um bloco m2 de massa m2 = 4 kg
através de uma corda, como mostrado na figura abaixo. A roldana e a corda são ideais (massa desprezível e sem atrito).
Considere também, que não exista atrito entre os blocos e o contato com a superfície.
m2
corda
a) determine a aceleração do sistema
m1
b) determine a tensão na corda. (represente as forças que atuam nos corpos, “diagrama de corpo livre” )
Resp. a = 3,5 m/s2 e T = 14 N
30º
10) Um bloco de massa m1 = 3,7 kg está em movimento sobre um plano inclinado com 30º de inclinação, sem atrito, o
bloco m1 está preso por uma corda que passa por uma polia, de massa e atrito desprezíveis, e tem na outra extremidade
um segundo bloco de massa m2 = 2,3 kg, pendurado conforme a figura.
a) Quais são os módulos das acelerações de cada bloco?.
b) Qual a tensão na corda?
Resp.: a = 0,735 m/s2 e T = 20,84 N
m1
θ = 30º
m2
11) Duas forças constantes agem sobre um corpo de 5,0 kg em movimento no plano xy, como mostrado na figura
abaixo. A força F1 é de 25,0 N a 35º, enquanto F2 = 42,0 N a 150º. Em t= 0, o corpo está na origem e tem velocidade
v0 = (4,0 i + 2,5 j) m/s. Utilize a notação de vetores unitários para as suas respostas seguintes.
(a) Encontre a força resultante total sobre o corpo e a aceleração do corpo.
(b) Agora, encontre posição do corpo em t= 3 s e sua energia cinética no instante t = 3 s.