3a Lista de Exercícios – Mecânica – 2º semestre de 2012
1. Na figura ao lado um floco de gelo de 2,0 g é liberado na borda de uma taça
hemisférica com 22,0 cm de raio. Não há atrito no contato do floco com a
taça. (a) Qual é o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o floco
durante sua descida até o fundo da taça? (b) Qual é a variação da energia
potencial do sistema floco-Terra durante a descida? (c) Se essa energia é
tomada como sendo nula no fundo da taça, qual é seu valor quando o floco
é liberado? (d) Qual é a energia mecânica do sistema floco-Terra? Qual é (e)
a energia cinética e (f) a velocidade do floco ao atingir o fundo da taça? (g)
Essa velocidade irá depender da massa do floco? Por que?
2. A figura ao lado mostra um haste fina, de comprimento L = 2,0 m e massa
desprezível, que pode girar em torno de uma das extremidades para
descrever uma circunferência vertical. Uma bola de massa m = 5,0 kg está
presa na outra extremidade. A haste é puxada lateralmente até fazer um
ângulo 0 = 30° com a vertical, e então liberada com velocidade inicial v0 = 0.
(a) Qual é a velocidade da bola ao passar pela sua posição mais baixa? (b)
Essa velocidade irá depender da massa da bola? Por que?
3. Considere o pêndulo do problema 2, porém a haste, ao invés de ser liberada, é
empurrada de forma que a bola possua uma velocidade inicial v0 = 8 m/s
quando 0 = 30°. (a) Qual é a velocidade da bola ao passar pela sua posição mais
baixa? (b) Qual será a altura máxima atingida pelo peso? (c) Quanto deve ser v0
para que o pêndulo oscile para baixo e depois para cima até a posição vertical?
4. Um bloco de 800 g é liberado a partir do repouso de uma altura h0 acima de uma mola vertical ideal
com constante elástica k = 400 N/m. O bloco se choca com a mola e pára momentaneamente após
comprimi-la 20 cm. Qual é o valor de h0?
5. Um esquiador de 60 kg parte do repouso a uma altura H = 20 m acima da extremidade de uma rampa
para saltos (figura ao lado). Ele deixa a rampa fazendo um ângulo  = 28° com a horizontal. (a) Qual é a
velocidade do esquiador ao deixar a rampa? (b) Qual é a altura máxima h do salto em relação à
extremidade da rampa? (c) Por que o
valor de h não é igual ao de H se a
energia é conservada? (d) para qual
valor de  os valores de h e H seriam
idênticos? (e) Se o esquiador aumentasse seu peso colocando uma mochila nas
costas, h seria maior, menor ou igual?
Por que? Despreze os efeitos de
resistência do ar e atrito.
Respostas (considerando sempre g = 10 m/s2)
1. (a)
2. (a)
3. (a)
4.
5. (a)
; (b)
; (f)
; (b) não .
; (b)
; (c)
; (g) não .
; (c)
.
; (b)
; (d)
; (e) igual .
; (d)
; (e)