Professor • Adriano Medeiros Aluno (a): ________________________________________________ 01 - (UFT TO) Um estudante levanta a extremidade de um livro de 50,0 cm de comprimento a uma altura “h” (vertical). Em seguida, coloca uma borracha na superfície inclinada deste livro com velocidade ( v ) não nula descendo o plano, conforme indicado na figura. O coeficiente de atrito cinético entre a superfície do livro e a borracha é 0,75. Qual deve ser a altura “h” para que a velocidade ( v ) da borracha seja constante? a) 40,0 cm b) 30,0 cm c) 35,0 cm d) 20,0 cm 02 - (UFRJ RJ) Um pequeno bloco de massa m = 3,0kg desliza sobre a superfície inclinada de uma rampa que faz com a horizontal um ângulo de 30º, como indica a figura ao lado. Verifica-se que o bloco desce a rampa com movimento retilíneo ao longo da direção de maior declive (30º com a horizontal) com uma aceleração de módulo igual a g/3, em que g é o módulo da aceleração da gravidade. 2 Considerando g = 10m/s , calcule o módulo da força de atrito que a superfície exerce sobre o bloco. 03 - (UNIFOR CE) Uma pista horizontal perfeitamente lisa é continuada por um trecho áspero. Na parte lisa um móvel descreve um movimento retilíneo uniforme percorrendo 60 m em 5,0 s. Ao atingir a parte áspera ele percorre 12 m até parar. Sabendo que a aceleração da gravidade vale g = 2 10 m/s , o coeficiente de atrito entre o móvel e a pista áspera vale a) 0,80 b) 0,75 c) 0,60 d) 0,50 e) 0,25 04 - (PAIES) Um bloco de massa 5kg é deslocado sobre uma superfície horizontal plana, por uma força horizontal e constante F, desenvolvendo um movimento retilíneo. A superfície horizontal é áspera e o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e o bloco é µ = 0,04 . Sabe-se que a velocidade do bloco muda de 0,5 m/s para 2,0 m/s em um intervalo de 2 tempo de 3s. Use: g=10m/s . Analise as alternativas abaixo e marque (V) verdadeira, (F) falsa ou (SO) sem opção. 01. A intensidade da força resultante sobre o bloco é 2,5N. 02. A intensidade da força F é 4,5N. 03. A distância percorrida pelo bloco durante o intervalo de tempo de 3s (citado acima) é 6,45m. 04. Estando o corpo inicialmente em repouso, o intervalo de tempo necessário para que ele atinja a velocidade de 0,5m/s é de 0,5 s. 2 05 - Um pára-quedista salta de grande altura, numa região em que g=10m/s . O sistema formado pelo pára-quedas e pelo pára-quedista tem massa 100kg e a força de resistência do ar que atua no sistema tem módulo Fr 2 = k.v , onde v é o módulo da velocidade e k = 40kg/m. Calcule a máxima velocidade atingida pelo sistema (velocidade terminal ou limite). (Despreze o empuxo do ar.) 06 - (UFRRJ) Uma caixa de massa igual a 2 kg está suspensa logo acima de uma esteira rolante, que se move com velocidade constante de 0,5 m/s. Em um dado instante, solta-se a caixa e ela cai sobre a esteira, passando a deslizar sobre esta, até atingir a mesma velocidade com que ela se move. www.cursosimbios.com.br 05 27/03/2013 Física Dado o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a esteira µ c = 0,1 , determine: a) O intervalo de tempo que decorre desde o instante em que a caixa cai sobre a esteira até quando começa a andar com a mesma velocidade que ela. b) O trabalho realizado pela esteira sobre a caixa. 07 - (UNESP) Dois blocos, A e B, com A colocado sobre B, estão em movimento sob ação de uma força horizontal de 4,5 N aplicada sobre A, como ilustrado na figura. Considere que não há atrito entre o bloco B e o solo e que as massas são 2 respectivamente m A = 1,8 kg e m B = 1,2 kg. Tomando g = 10 m/s , calcule a) a aceleração dos blocos, se eles se locomovem juntos. b) o valor mínimo do coeficiente de atrito estático para que o bloco A não deslize sobre B. 08 - (PUC SP) Um automóvel percorre uma curva circular e horizontal de raio 50 m a 2 54 km/h. Adote g = 10 m/s .O mínimo coeficiente de atrito estático entre o asfalto e os pneus que permite a esse automóvel fazer a curva sem derrapar é a) 0,25 b) 0,27 c) 0,45 d) 0,50 e) 0,54 09 - (UFU MG) Uma força é aplicada a um sistema de dois blocos, A e B, de massas m A e m B , respectivamente, conforme figura abaixo. O coeficiente de atrito estático entre os blocos A e B é igual a μB e o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco A e o plano horizontal é igual a μA . Considerando a aceleração da gravidade igual a g, assinale a alternativa que representa o valor máximo da força horizontal que se pode aplicar ao bloco A, de forma que o bloco B não deslize ( em relação ao bloco A). a) F = (µ A + µ B )(m A + m B )g b) F = µ B (m A + m B )g c) F = (µ A - µ B )(m A + m B )g d) F = µ A ( m A + m B )g 10 - (UECE) A figura mostra o gráfico da intensidade da força de atrito que um plano horizontal exerce sobre um corpo, versus a intensidade da força externa aplicada horizontalmente para arrastar este corpo, suposto inicialmente em repouso sobre o plano horizontal. 1 Sendo o coeficiente de atrito estático entre o plano e o corpo igual a 0,4, é verdadeiro afirmar que: a) a força de atrito estático máxima que o plano faz sobre o corpo é 80 N; b) o peso do corpo é 100 N; c) o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano é 0,32; d) a intensidade da força de atrito cinético varia linearmente com a intensidade da força aplicada ao corpo. 11 - (UFF RJ) Um pano de prato retangular, com 60 cm de comprimento e constituição homogênea, está em repouso sobre uma mesa, parte sobre sua superfície, horizontal e fina, e parte pendente, como mostra a figura. Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a superfície da mesa e o pano é igual a 0,5 e que o pano está na iminência de deslizar, pode-se afirmar que o comprimento da parte sobre a mesa é: a) 40 cm b) 20 cm c) 15 cm d) 60 cm e) 30 cm 17 - (FUVEST SP) Um brinquedo consiste em duas pequenas bolas A e B, de mesma massa M, e um fio flexível: a bola B está presa na extremidade do fio e a bola A possui um orifício pelo qual o fio passa livremente. Para o jogo, um operador (com treino!) deve segurar o fio e girá-lo, de tal forma que as bolas descrevam trajetórias circulares, com o mesmo período T e raios diferentes. Nessa situação, como indicado na figura 1, as bolas permanecem em lados opostos em relação ao eixo vertical fixo que passa pelo ponto O. A figura 2 representa o plano que contém as bolas e que gira em torno do eixo vertical, indicando os raios e os ângulos que o fio faz com a horizontal. Assim, determine: a) O módulo da força de tensão F, que permanece constante ao longo de todo o fio, em função de M e g. b) A razão K = sen α/sen θ , entre os senos dos ângulos que o fio faz com a horizontal. c) O número N de voltas por segundo que o conjunto realiza quando o raio R1 da trajetória descrita pela bolinha B for igual a 0,10 m. 12 - (UFG GO) Um catador de recicláveis de massa m sobe uma ladeira puxando seu carrinho. O coeficiente de atrito estático entre o piso e os seus sapatos é µ e e o ângulo que a ladeira forma com a horizontal é θ. O carrinho, por estar sobre rodas, pode ser considerado livre de atrito. A maior massa do carrinho com os recicláveis que ele pode suportar, sem escorregar, é de: a) m µ e sen θ − 1 cos θ b) m µ e d) m(µ e senθ – cosθ) e) m µ e − cos θ − 1 sen θ cos θ sen θ 13 - (UFMT MT) Um motociclista de Globo da Morte, preocupado com seu sucesso no espetáculo, pede a um professor de física para calcular a velocidade mínima que terá que imprimir à sua moto para não cair no momento de passar pelo teto do globo. Considerando o raio do globo igual a 250 cm e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², qual deverá ser a velocidade mínima? a) 2,5 m/s b) 25,0 m/s c) 50,0 m/s d) 5,0 m/s e) 10,0 m/s 14 - (UNESP) Um motorista, percorrendo uma estrada horizontal com velocidade v=100km/h, pisa no acelerador do automóvel ao iniciar a subida de um morro, para conseguir chegar ao topo da elevação com essa mesma velocidade escalar. O trecho elevado da estrada possui um raio de 2 curvatura R=70m. Considere g=10m/s . Desenhe o diagrama das forças que atuam no automóvel no topo da elevação e determine se no ponto mais alto ele “decolará”, descolando momentaneamente da estrada. 15 - (UFG GO) O chapéu mexicano, representado na figura, gira com velocidade angular constante. Cada assento é preso por quatro correntes, que formam com a vertical um ângulo de 30º. As correntes estão presas à borda do círculo superior, cujo diâmetro é de 6,24 m, enquanto o comprimento das correntes é de 6 m. A massa de cada criança é de 34 kg, sendo desprezíveis as massas dos assentos e das correntes. 2 Dados: g = 10 m/s , 3 = 1,7 Calcule: a) a velocidade delas ao longo da trajetória circular; b) a tensão em cada corrente. 16 - (UFG GO) Uma bola presa ao teto por um cabo inextensível de massa desprezível e comprimento descreve um movimento circular uniforme, num plano horizontal, de maneira que o fio forma com a vertical um ângulo θ. Calcule o período desse movimento. www.cursosimbios.com.br NOTE E ADOTE: Não há atrito entre as bolas e o fio. Considere sen θ = 0,4 e cos θ = 0,9; π =3 c) m(µ e cosθ – senθ) 18 - Em alguns parques de diversão existe um brinquedo chamado rotor, que consiste em um cilindro oco, de eixo vertical, dentro do qual é introduzida uma pessoa. De início a pessoa apóia-se sobre um suporte, que é retirado automáticamente quando o rotor gira com uma velocidade adequada. Admita que o coeficiente de atrito estático entre o corpo da pessoa e a parede interna do rotor valha µ. Suponha que o valor da aceleração da gravidade seja g e que o rotor tenha raio R. Calcule a mínima velocidade angular do rotor, de modo que, com o suporte retirado, a pessoa não escorregue em relação à parede. 19 - Um aro metálico circular e duas esferas são acoplados, conforme a figura. As esferas são perfuradas diametralmente, de modo a poderem se deslocar a longo do aro, sem atrito. Sendo R o raio do aro e m a massa de cada esfera, determine a velocidade angular que o aro deve ter, em torno do eixo vertical EE’, para que as esferas fiquem na posição indicada. A aceleração da gravidade vale g. 20 - Um automóvel está em movimento circular uniforme com velocidade escalar v, numa pista sobrelevada de um ângulo θ em relação à horizontal. Sendo µ o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista, R o raio da trajetória e g a aceleração da gravidade, determine o valor máximo de v, de modo que não haja deslizamento lateral do veículo. GABARITO 2 1) B 2) 5,0N 3) C 4) VVFF 5) 5m/s 6) a) 0,5s b) 0,25 J 7) a) 1,5m/s b) 0,1 8) C 9) A 10) C 11) A 12) B 13) D 14) As forças que atuam no automóvel são o peso (vertical e para baixo) e a normal (vertical e para cima). Quando o automóvel está na iminência de perder o contato com a pista, temos N = 0. Assim, do Princípio Fundamental da Dinâmica, vem: v = 95,2 km/h. Como a velocidade do automóvel é maior do que a mínima calculada, ele “decolará”, descolando–se da estrada. 15) a) v = 6m/s b) T = 100N 16) τ = 2π cos θ g 17) a) F = 2,5 mg; b) K = 2; c) N = 2,5 voltas/s 20)� 𝑅𝑔(𝑠𝑒𝑛𝜃+µ𝑐𝑜𝑠𝜃) 𝑐𝑜𝑠𝜃−µ𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑔 18) � 𝜇.𝑅 19) � 2 2𝑔 𝑅