Exercício 03 Questão 04 A figura mostra uma partícula de massa m = 20 g que está sob a ação de três forças constantes e co-planares, cujos módulos são: F1 = 1,4 N; F2 = 0,50 N; F3 = 1,5 N. Calcule a magnitude da aceleração da partícula ao longo 2 da direção indicada pela linha tracejada, em m/s . Questão 01 Um bloco A homogêneo, de massa igual a 3,0 kg, é colocado sobre um bloco B, também homogêneo, de massa igual a 6,0 kg, que por sua vez é colocado sobre o bloco C, o qual apoia-se sobre uma superfície horizontal, como mostrado na figura a seguir. Sabendose que o sistema permanece em repouso, calcule o módulo da força que o bloco C exerce sobre o bloco B, em newtons. Questão 05 Duas pequenas esferas homogêneas de massas m1 e m2 estão unidas por um fio elástico muito fino de massa desprezível. Com a esfera de massa m1 em repouso e apoiada no chão, a esfera de massa m2 é lançada para cima ao longo da reta vertical que passa pelos centros das esferas, como indica a figura 1. A esfera lançada sobe esticando o fio até suspender a outra esfera do chão. A figura 2 ilustra o instante em que a esfera de massa m1 perde contato com o chão, instante no qual o fio está ao longo da reta que passa pelos centros das esferas. Questão 02 Uma lâmpada está pendurada verticalmente em uma corda no interior de um elevador que está descendo. O 2 elevador está desacelerado a uma taxa igual a 2,3 m/s .Se a tensão na corda for de 123 N, qual a massa da lâmpada em kg? (Considere g = 10 m/s2). Questão 03 Em uma obra, realizada na cobertura de um prédio, há um sistema para subir e descer material entre o térreo e o último andar através de baldes e cordas. Um dos operários, interessado em Física, colocou um dinamômetro na extremidade de uma corda. Durante o transporte de um dos baldes, ele percebeu que o dinamômetro marcava 100 N com o balde em repouso e 120 N quando o balde passava por um ponto A no meio do trajeto. Considerando como dados m1 , m2 e o módulo da aceleração da gravidade g, calcule no instante em que a esfera de massa m1 perde o contato com o chão: a) a tensão no fio; b) a aceleração da esfera de massa m2. Questão 06 Um explorador de cavernas utiliza-se da técnica de “rapel” que consiste em descer abismos e canyons apenas em uma corda e com velocidade praticamente constante. A massa total do explorador e de seus equipamentos é de 80 kg. Aprovação em tudo que você faz. 1 www.colegiocursointellectus.com.br DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 03 (Exercício 03) a) Determine a aceleração do balde nesse instante em que ele passa pelo ponto A. b) É possível concluir se, nesse instante, o balde está subindo ou descendo? Justifique. Questão 07 O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra: a) P b) Q c) R d) S Uma pessoa pendurou um fio de prumo no interior de um vagão de trem e percebeu, quando o trem partiu do repouso, que o fio se inclinou em relação à vertical. Com auxílio de um transferidor, a pessoa determinou que o ângulo máximo de inclinação, na partida do trem, foi 14°. Nessas condições, a) represente, na figura da página de resposta, as forças que agem na massa presa ao fio. b) indique, na figura da página de resposta, o sentido de movimento do trem. c) determine a aceleração máxima do trem. Questão 10 Na preparação para a competição “O Homem mais Forte do Mundo”, um dedicado atleta improvisa seu treinamento, fazendo uso de cordas resistentes, de dois cavalos do mesmo porte e de uma árvore. As modalidades de treinamento são apresentadas nas figuras ao lado, onde são indicadas as tensões nas cordas que o atleta segura. Suponha que os cavalos exerçam forças idênticas em todas as situações, que todas as cordas estejam na horizontal, e considere desprezíveis a massa das cordas e o atrito entre o atleta e o chão. NOTE E ADOTE: tg 14° = 0,25. aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s2. Questão 08 Julgue as assertivas a seguir a respeito das leis de Newton. I. É possível haver movimento na ausência de uma força. II. É possível haver força na ausência de movimento. III. A força que impulsiona um foguete é a força dos gases de escape que saem da parte traseira do foguete, à medida que o foguete expele os gases para trás. IV. Um par de forças de ação e reação sempre atuam no mesmo corpo. Assinale a alternativa correta: a) Apenas as assertivas I e II são verdadeiras. b) Apenas a assertiva I é verdadeira. c) Apenas as assertivas I, II e III são verdadeiras. d) Todas as assertivas são falsas e) Apenas a assertiva IV é verdadeira. Assinale, dentre as alternativas abaixo, aquela que descreve as relações entre as tensões nas cordas quando os conjuntos estão em equilíbrio. a) TA1 = TA2 = TB1 = TB2 = TC1 = TC2 b) (TA1 = TA2) < (TB1 = TB2) < (TC1 = TC2) c) (TA2 = T B1 = TB2) < TC2 < (TA1 = TC1) d) (TA1 = TA2 = T B1 = TB2) < (TC1 = TC2) e) (TA1 = TC1) < (TA2 = TB2 = T B1) < TC2 Questão 09 GABARITO No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro. Aprovação em tudo que você faz. Questão 01 90 N. 2 www.colegiocursointellectus.com.br DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 03 (Exercício 03) Considerando a aceleração da gravidade no local de 2 10m/s , a força resultante de resistência que atua sobre o explorador, durante a descida é, em N, de: a) zero. b) 400. c) 800. d) 900. e) 1000. Sobre a lâmpada estão atuando duas forças verticais, o peso e a tração de sustentação. Pela 2.a lei de Newton é verdadeiro escrever, para um sistema descendente: P - T = m.a Disto vem: mg - T = m.a ==> mg - ma = T m.(g - a) = T ==> m.[10 - (-2,3)] = 123 m.(12,3) = 123 ==> m = 23/12,3 = 10 kg Do princípio fundamental da dinâmica: R = ma ⇒ Tx = mamax. Como, na vertical, a componente da resultante é nula: Ty = P = m g. tg14° = Questão 03 Tx Ty = m amax mg ⇒ 0,25 = a max 10 ⇒ a max = 10(0,25) ⇒ 2 amax = 2,5 m/s . a) As forças que atuam no balde são a tração do fio, T, e o peso P. Quando o balde está em repouso, temos T = P = 100 N. Sabendo que P = mg, concluímos que a massa do balde é m = 10 kg. Já quando o dinamômetro acusa T = 120 N, temos, pela 2a Lei de Newton, T - P = ma, ou 2 seja, a = (120 - 100)/10 = 2 m/s . b) Não é possível concluir, pois só conhecemos a aceleração, e não a velocidade. Questão 08 Letra C. (I) – Correta. Se não há forças agindo sobre um ponto v v material, (R = 0) , de acordo com o princípio da inércia, ele está em repouso ou em Movimento retilíneo e uniforme. Podemos afirmar que não há variação da velocidade sem força. (II) – Correta. Quando as forças que agem em um ponto v v material estão equilibradas (R = 0) ,de acordo com o princípio da inércia, ele está em repouso ou em Movimento retilíneo e uniforme. (III) – Correta, pelo princípio da ação e reação. (IV) – Falsa. As forças do par ação-reação sempre atuam em corpos diferentes. Questão 04 2 10 m/s . Questão 05 Como a esfera 1 perdeu contato com o solo é verdadeiro afirmar → T – m1.g = 0 → T = m1.g Na esfera 2 → → - T – m2.g = → a2 = - g.(1 + m1/m2) F = m.a m1.g – m2.g = m2.a2 m2.a2 → - Questão 09 Letra C. Por inércia, quando o copo é abandonado, ele continua com a mesma velocidade horizontal em relação à Terra, ganhando apenas velocidade vertical devido à gravidade. Assim, o copo está em repouso em relação ao piso do avião, portanto ele cai próximo ao ponto R, como se o avião estivesse em repouso em relação ao solo. Questão 06 Letra C. Como a descida se dá com velocidade constante, a resultante das forças é nula. Ou seja, a força de resistência que atua sobre o explorador tem a mesma intensidade do seu peso: Fresist = P = m g = 80(10) = 800 N. Questão 10 Letra D. Como o homem está em repouso nas três situações, em todas elas a resultante das forças é nula, ou seja, as trações estão equilibradas. Seja a F a intensidade da força aplicada por cada cavalo. A A – Na primeira figura: T1 =T2 =F . Questão 07 Dados: g = 10 m/s2; tg 14° = 0,25. a) As forças que agem na massa pendular são o peso e a tração. B B – Na segunda figura: T1 =T2 =F . C C – Na terceira figura: T1 =T2 =2F. b) ( )( Então: T A = T A = T B = T B < T C = T C 1 2 1 2 1 2 ) Como o movimento é retilíneo, a componente vertical da resultante é nula: Ty = P. A resultante é então na direção horizontal: R = Tx. Como o vagão parte do repouso, ele acelera no sentido da resultante, ou seja, para a direita. Aprovação em tudo que você faz. 3 www.colegiocursointellectus.com.br DOMUS_Apostila 01 - FÍSICA I - Módulo 03 (Exercício 03) Questão 02