SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
LISTA DE EXERCÍCIOS Nº 5
Questões
1) Na Figura 1, forças 𝐹1 e 𝐹2 são aplicadas em um bloco a medida que este desliza sem atrito com
velocidade constante sobre uma superfície. O ângulo 𝜃 é decrementado sem alterar a magnitude da força
𝐹1 . Para que a velocidade do bloco seja constante deve-se aumentar, diminuir ou manter a magnitude da
força 𝐹2 ?
Figura 1: Questão 1.
2) A Figura 2 apresenta 4 situações nas quais forças agem sobre um bloco disposto sobre uma superfície na
qual o atrito é desprezível. Se as magnitudes das forças são adequadamente escolhidas, em quais situações
é possível que o bloco esteja (a) estacionário e (b) movendo-se com velocidade constante?
Figura 2: Questão 2.
3) A Figura 3 mostra os diagramas de corpo livre para 4 situações nas quais um objeto sofre a ação de
diversas forças sobre uma superfície sem atrito. Em quais situações a aceleração resultante do objeto 𝑎
possui (a) uma componente na direção 𝑥 (b) uma componente na direção 𝑦? (c) Em cada situação,
determine a direção de 𝑎 (sem esboçar qualquer cálculo no papel).
Figura 3: Questão 3.
Disciplina 090113 – Física Básica I
Versão: 17 de agosto de 2010
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4) A Figura 4 apresenta 3 gráficos da componente 𝑣𝑥 e da componente 𝑣𝑦 da velocidade em função do
tempo 𝑡. Os gráficos não estão em escala. Quais gráficos 𝑣𝑥 (𝑡) e 𝑣𝑦 (𝑡) melhor correspondem a cada uma
das situações apresentadas na Figura 3 da Questão 3?
Figura 4: Questão 4.
5) A Figura 5 mostra um conjunto de 4 blocos sendo puxado por uma força 𝐹 através de uma superfície sem
atrito. Qual a massa total que é acelerada para a direita pela (a) força 𝐹 , (b) pela corda 3 e (c) pela corda 1?
(d) Ordene os blocos segundo suas acelerações, sendo a maior a primeira. (e) Ordene as cordas segundo
suas tensões, sendo a maior a primeira.
Figura 5: Questão 5.
6) Uma força vertical é aplicada a um bloco de massa 𝑚 que encontra-se sobre o solo. O que ocorre com a
magnitude da força normal 𝐹𝑁 no bloco devido ao chão à medida que a magnitude 𝐹 é incrementada de
zero se a força 𝐹 é (a) para baixo e (b) para cima?
Problemas
1) Uma partícula de massa 0,34kg move-se no plano 𝑥𝑦 de acordo com a equação 𝑥 𝑡 = −15 + 2𝑡 − 4𝑡 3
e 𝑦 𝑡 = 25 + 7𝑡 − 9𝑡 2 com 𝑥 e 𝑦 em metros e 𝑡 em segundos. Em 𝑡 = 0,7s, quais são (a) a magnitude, (b)
o ângulo (relativo à direção positiva do eixo 𝑥) da força resultante na partícula e (c) qual é o ângulo da
direção de propagação da partícula?
2) Duas forças horizontais 𝐹1 e 𝐹2 são aplicadas em um disco de 4kg que desliza sobre uma superfície sem
atrito. O sistema de coordenadas 𝑥𝑦 encontra-se disposto sobre a superfície. A força 𝐹1 é na direção
positiva do eixo 𝑥 e possui magnitude de 7N. A força 𝐹2 possui magnitude de 9N. A Figura 6 apresenta a
componente 𝑥 da velocidade do disco como função do tempo 𝑡. Qual é o ângulo entre as direções, as quais
mantém-se constantes, das forças 𝐹1 e 𝐹2 ?
Disciplina 090113 – Física Básica I
Versão: 17 de agosto de 2010
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Figura 6: Problema 2.
3) Na Figura 7, a massa 𝑚 do bloco é 8,5kg e o ângulo 𝜃 é 30°. Encontre (a) a tensão na corda e (b) a força
normal atuando no bloco. (c) Se a corda é cortada, determine a magnitude da aceleração resultante do
bloco.
Figura 7: Problema 3.
4) Na Figura 8, uma caixa de massa 𝑚 = 100kg é empurrada com velocidade constante para cima de uma
rampa sem atrito mediante uma força horizontal 𝐹 . O ângulo que a rampa efetua com a horizontal é
𝜃 = 30°. Quais são as magnitudes de (a) 𝐹 e (b) da força que a rampa exerce sobre a caixa?
Figura 8: Problema 4.
5) Um pacote de massa 5kg é enviado sobre uma rampa sem atrito que possui um ângulo 𝜃 com a
horizontal. A Figura 9 apresenta, como função do tempo, a componente 𝑣𝑥 da velocidade do pacote ao
longo de um eixo 𝑥 que é paralelo à rampa. Qual é a magnitude da força normal no pacote devido à rampa?
Figura 9: Problema 5.
6) Na Figura 10, uma corrente de 5 elos, cada um com massa 𝑚 de 0,1kg, é levantada verticalmente com
uma aceleração de magnitude constante de 𝑎 = 2,5m/s2 . Encontre as magnitudes da (a) força entre o elo
1 e o 2, (b) a força entre o elo 2 e o 3, (c) a força entre o elo 3 e o 4 e (d) a força entre o elo 4 e o 5. Então
determine a magnitude (e) da força 𝐹 no elo superior exercida pela pessoa que segura a corrente e (f) a
força resultante acelerando cada elo.
Disciplina 090113 – Física Básica I
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Figura 10: Problema 6.
7) Dois blocos estão em contato sobre uma mesa sem atrito. Uma força horizontal é aplicada ao bloco
maior, como demonstra a Figura 11. (a) Se 𝑚1 = 2,3kg, 𝑚2 = 1,2kg e 𝐹 = 3,2N, encontre a magnitude da
força entre os dois blocos. (b) Mostre que se uma força de mesma magnitude 𝐹 é aplicada ao bloco menor
mas em sentido oposto, a magnitude da força entre os corpos é 2,1N, o qual difere do valor calculado em
(a). (c) Explique a diferença.
Figura 11: Problema 7.
8) A Figura 12 apresenta 2 blocos conectados por uma corda de massa desprezível, a qual passa por uma
polia sem atrito, com também massa desprezível. O arranjo é conhecido como Máquina de Atwood. Um
bloco possui massa 𝑚1 = 1,3kg e o outro possui massa 𝑚2 = 2,8kg. Qual é (a) a magnitude da aceleração
de cada bloco e (b) a tensão na corda?
Figura 12: Problema 8.
9) Um macaco de 10kg escala uma corda de massa desprezível que envolve um galho de uma árvore, sem
atrito, e desce, se conectando a um pacote de 15kg sobre o solo (vide Figura 13). (a) Qual é a magnitude da
aceleração que o macaco deve possuir se ele está prestes a levantar o pacote? Se, após o pacote ser
levantado, o macaco pára de escalar, qual é (b) a magnitude, (c) a direção da aceleração do macaco e (d) a
tensão na corda?
Figura 13: Problema 9.
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10) A Figura 12 apresenta a Máquina de Atwood, na qual dois blocos são conectados por uma corda (de
massa desprezível) passando por uma polia sem atrito (e de também massa insignificante). Em um tempo
𝑡 = 0, o bloco 1 possui massa de 1,3kg e o bloco 2 massa de 2,8kg, mas o bloco 1 está perdendo massa a
uma taxa de 0,2kg/s. A que taxa está a magnitude da aceleração dos blocos mudando em (a) 𝑡 = 0 e (b)
𝑡 = 3𝑠? (c) Quando a aceleração atinge seu máximo valor?
11) A Figura 14 apresenta um bloco de massa 𝑚2 = 1kg em um plano inclinado sem atrito. O plano
inclinado possui um ângulo 𝜃 = 30° com a horizontal. O bloco é conectado por uma corda de massa
desprezível a um outro bloco de massa 𝑚1 = 3kg que encontra-se sobre uma superfície horizontal também
sem atrito. A polia não possui atrito e sua massa é desprezível. (a) Se a magnitude da força horizontal 𝐹 é
2,3N, qual é a tensão na corda? (b) Qual é o maior valor que a magnitude da força 𝐹 pode ter permitindo
ainda que a corda permaneça esticada?
Figura 14: Problema 11.
12) A Figura 15 apresenta, como função do tempo, a componente 𝐹𝑥 da força que age em um bloco de 3kg
em movimento ao longo do eixo 𝑥. Em 𝑡 = 0, o bloco está movendo-se na direção positiva do eixo 𝑥 com
velocidade de 3m/s. Quais são suas (a) velocidade e (b) direção de propagação em 𝑡 = 11s?
Figura 15: Problema 12.
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