Código:
Disciplina:
Preceptores:
Semana:
FISAP
Física Aplicada
Marisa Sayuri e Rodrigo Godoi
05/11/2015 – 14/11/2015
1) Certo dia, uma escaladora de montanhas de 75 kg sobe do nível de 1500 m de um rochedo
vertical até o topo a 2400 m. No dia seguinte, ela desce do topo até a base do rochedo, que está
a uma elevação de 1350 m. Qual é a variação da energia potencial gravitacional dela:
a) no primeiro dia;
b) no segundo dia.
YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.1
2) Um saco de farinha de 5,0 kg é elevado verticalmente até uma altura de 15,0 m com uma
velocidade constante de 3,5 m/s.
a) Qual é o módulo da força necessária?
b) Qual o trabalho realizado por essa força sobre o saco? Em que se transforma esse trabalho?
YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.2
3) Uma mala postal de 120 kg é suspensa por uma corda vertical de 3,5 m de comprimento. Um
funcionário desloca a mala lateralmente para uma posição de 2,0 m da sua posição original,
sempre mantendo a corda esticada.
a) Qual é o módulo da força horizontal necessária para manter a mala na nova posição?
b) Para deslocar a mala até essa posição ,qual é o trabalho realizado (i) pela corda e (ii) pelo
funcionário?
YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.3
4) Um nadador de 72,0 kg salta para dentro da piscina a partir de uma prancha que está 3,25 m
acima do nível da água. Use a conservação da energia para encontrar a velocidade escalar dele
assim que ele atinge a água:
a) se ele simplesmente prende a respiração e mergulha;
b) se ele corajosamente salta em linha reta de baixo para cima( mas apenas além da prancha) a
2,50 m/s;
c) se ele consegue pular pular de cima para baixo a 2,50 m/s.
YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 238. Ex:7.4
5) Um forno de micro-ondas de 10,0 kg é empurrado 8,0 m para cima de uma rampa inclinada de
um ângulo de 36,9° acima da horizontal, por uma força constante de 𝐹⃗ de módulo igual a 110 N
atuando paralelamente ao deslocamento ao longo da rampa. O coeficiente de atrito cinético
entre o forno e a rampa é igual a 0,250.
a) Qual é o trabalho realizado pela força 𝐹⃗ sobre o forno?
b) Qual é o trabalho realizado sobre o forno pela força de atrito?
c) Calcule o aumento da energia potencial para o forno.
d) Use suas respostas das partes (a),(b) e (c) para calcular o aumento da energia cinética do
forno.
e) Use 𝛴𝐹⃗ = 𝑚. 𝑎⃗ para calcular a aceleração do forno. Supondo que o forno esteja inicialmente
em repouso, use a aceleração do forno para calcular sua velocidade depois de se deslocar
8,0 m. A partir daí calcule o aumento de energia cinética e compare o resultado com o
obtido no item (d).
YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 239. Ex:7.13
6) Uma massa de 2,50 kg é empurrada contra uma mola horizontal de força constante 25,0 N/cm
sobre uma mesa de ar sem atrito. A mola é presa ao tampo da mesa, e a massa não está presa à
mola. Quando a mola foi suficientemente comprimida para armazenar 11,5 J de energia
potencial, a massa é subitamente libertada do repouso.
a) Ache a maior velocidade escalar que a massa atinge. Quando isso ocorre?
b) Qual é a maior aceleração da massa e quando ele ocorre?
YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 239. Ex:7.23
7) Um livro de 0,60 kg desliza sobre uma mesa horizontal. A força de atrito cinético sobre o livro
possui módulo igual a 1,2 N.
a) Qual é o trabalho realizado pela força de atrito durante um deslocamento de 3,0 m da
direita para a esquerda.
b) O livro se desloca agora 3,0 m da esquerda para a direita voltando ao ponto inicial. Durante
o segundo deslocamento de 3,0 m, qual o trabalho realizado pela força de atrito?
c) Qual o trabalho total realizado pela força de atrito durante o deslocamento total de ida e
volta ao ponto inicial?
d) Com base em sua resposta do item (c), você afirmaria que a força de atrito é conservativa,
ou não conservativa? Explique.
YOUNG, Hugh D..Sears e Zemansky Física I, 12a.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. Página 240. Ex:7.29
Lista Prof: Lucas
Revisão:
1) No sistema representado na figura abaixo, o corpo de massa m2
= 8,1 kg desce com velocidade constante. O coeficiente de atrito
cinético entre o corpo de massa m1 e a superfície horizontal é 0,30.
Determine, em quilogramas, o valor de m1.
2) Dois blocos idênticos, ambos com massa m, são ligados por um fio leve,
flexível. Adotar g=10m/s2 . A polia é leve e o coeficiente de atrito do bloco
com a superfície é = 0,2. A aceleração dos blocos é:
a) 10 m/s2
b) 6 m/s2
c) 5 m/s2
d) 4 m/s2
e) nula
3) O plano inclinado é uma máquina simples que permite elevar um
corpo com menor esforço. O bloco mostrado na figura tem massa igual
a 20 kg e o coeficiente de atrito cinético, entre o bloco e o plano
inclinado, vale 0,20. Para fazer o bloco deslizar e subir o plano, um
operário puxa a corda verticalmente para baixo, exercendo uma força
F, como ilustrado. Considere desprezíveis as massas da corda e da polia
e responda às seguintes questões.
Considere: g = 10 m/s2, sen = 0,60 e cos = 0,80.
a) Qual o módulo de F, quando o bloco sobe o plano com velocidade
constante?
b) Qual o módulo de F, necessário para que o bloco suba o plano com aceleração de 0,5 m/s2?
4) O coeficiente de atrito entre os blocos
representados na figura e o plano é 0,2. Qual o valor da
força constante capaz de arrastá-los com aceleração
constante de 0,5 m/s²
5) Um bloco de massa m = 1 kg é puxado para cima, ao longo de
um plano inclinado, sob efeito de uma força F paralela ao plano e
de módulo constante e igual a 8 N (ver figura). O movimento de
subida é realizado com velocidade constante. Quando a força F
deixa de ser aplicada, o bloco desce o plano com aceleração
constante. Adote g = 10m/s²
Calcule:
a) a força de atrito durante a subida (indique claramente o módulo, a direção e o sentido);
b) a aceleração do bloco durante a descida (indique claramente o módulo, a direção e o sentido).
6) Na situação de equilíbrio abaixo, os fios e as polias são
ideais e a aceleração da gravidade é g. Considere μ o
coeficiente de atrito estático entre o bloco A, de massa mA, e o
plano horizontal em que se apoia. A maior massa que o bloco
B pode ter, de modo que o equilíbrio se mantenha, é
(Resposta em função de mA e do coeficiente μ)
7) Considere dois blocos empilhados, A e B, de massas mA = 1,0 kg e
mB = 2,0 kg. Com a aplicação de uma força horizontal F sobre o bloco
A, o conjunto move-se sem ocorrer deslizamento entre os blocos. O
coeficiente de atrito estático entre as superfícies dos blocos A e B é
igual a 0,60, e não há atrito entre o bloco B e a superfície horizontal.
Determine o valor máximo do módulo da força F , em newtons, para
que não ocorra deslizamento entre os blocos.
8) No plano inclinado da figura, os corpos A e B, cujos pesos
são de 200N e 400N, respectivamente, estão ligados por um fio
que passa por uma polia lisa.
O coeficiente de atrito entre os corpos e o plano é 0,25.
Determine a intensidade da força F de modo que o movimento
se torne iminente. Considere g = 10m/s2
9) Um pequeno bloco de madeira de massa m = 2 kg encontra-se sobre
um plano inclinado que está fixo no chão, como mostra a figura. Com que
força F devemos pressionar o corpo sobre o plano para que o mesmo
permaneça em repouso?
Dados:
Coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano inclinado
0,4; comprimento do plano inclinado = 1m;
altura do plano inclinado = 0,6m;
aceleração da gravidade local = 9,8m/s²
10) Dois blocos de massas m1 = 1,65kg e
m2 = 3,30kg, deslizam para baixo sobre um
plano inclinado, conectadas por um bastão
de massa desprezível com m1 seguindo m2.
O ângulo de inclinação é θ = 30º. O
coeficiente de atrito entre m1 e o plano é µ1
= 0,226 e entre m2 e o plano é µ2 = 0,113.
Calcule:
1) A aceleração conjunta das duas massas
2) A tensão no bastão
11) Um bloco de massa m2 = 4kg é colocado em
cima de outro de massa m1 = 5kg. Para fazer o
bloco de cima deslizar sobre o de baixo, que é
mantido fixo, uma força horizontal de pelo
menos T = 12N deve ser aplicada ao de cima. O
conjunto dos blocos é agora colocado sobre uma
mesa horizontal sem atrito. Determine:
a) A força horizontal máxima que pode ser
aplicada ao bloco inferior para que ainda se
movimentem juntos
b) A aceleração resultante dos blocos
Respostas:
1) a) ∆𝑈 = 6,6. 105 𝐽
b) ∆𝑈 = −7,7. 105 𝐽
2) a) P= 49 N
b) W= 735 J
3) a) F= 818 N
b)𝑊𝑓 = 738,53 𝐽
4) a) v= 7,98 m/s
b) v= 8,36 m/s
c) v= 8,36 m/s
5) a) 𝑊𝑓 = 880 𝐽
b) 𝑊𝐹𝑎𝑡 = −156,76 𝐽
c) ΔU= 470,73 J
d) ΔK= 252,51 J
e) ΔK=252,76 J
6) a) v= 3,03 m/s
b) a=95,9 m/s²
c) 𝑊𝑡 = −7,2 𝐽
d) Não conservativa.
Respostas Prof: Lucas
1) M1=27 kg
2) Alternativa D
3) a) 152 N
b)162 N
4) 15 N
5) a) 3 N
b)2 m/s²
6) 2µ𝑚𝑎
7) 9 N
8) 45,3 N
9) 13,72 N
10) a) 3,695 m/s²
b)1,076 N
11) a) 27N
b)3 m/s²