Lista de Exercícios - Aula 03
Força de Atrito e Força Centrípeta
1 - (Cap. 5 Ex 23 pág 157 Tipler 5 a ed) (Cap. 5 Ex 33 pág 158 Tipler 6 a ed)
Um bloco de 20 N repousa sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito estático e
dinâmico entre a superfície e o bloco são μ e = 0,8 e μd = 0,6. Um cabo horizontal é fixado ao
bloco e uma força trativa constante T é mantida no cabo. Qual é à força de atrito atuante no bloco
se: T = 15 N T = 20 N?
- R  F = 15 N F = 12 N
2 - (Cap. 5 Exemplo 5-3 pág 135 Tipler 5a ed – pág 130 6a
ed)
Duas crianças, sentadas em um trenó em repouso sobre a neve,
pedem para você puxá-las. Para atender as crianças você se vê
obrigado a puxar a corda do trenó, que faz um ângulo de 40° com a
horizontal. As duas crianças têm uma massa combinada de 45 kg, e
a massa do trenó é de 5 kg. Os coeficientes de atrito estático e
dinâmico são μe = 0,2 e μd = 0,15. Determine a força de atrito
exercida pela neve sobre o trenó e a aceleração das crianças e do
trenó, a partir do repouso, se a tração na corda for de a) 100 N e
(b) 140 N.
- R  a) F =
b) F =
3 - (Cap. 5 Ex 30 pag 158 Tipler) Um estudante cansado e sobrecarregado está tentando
manter um grande livro de Física preso sob seu braço, conforme mostrado na
Figura ao lado. O livro tem uma massa de 10,2 kg, enquanto o coeficiente de
atrito estático do livro contra o antebraço do estudante é de 0,32 e o coeficiente
de atrito estático do livro contra a camisa do estudante é de 0,16.
a) Qual é a força horizontal mínima que o estudante deve aplicar ao livro para
evitar que ele caia?
b) Se o estudante pode exercer uma força de apenas 195 N, qual é a aceleração do livro quando ele desliza sob seu braço? O coeficiente de atrito dinâmico
do braço contra o livro é de 0,20, e o da camisa contra o livro é de 0,09.
c) - R  a) F = 208 N b) a = - 4,27 m/s2
4 – (Exemplo 5-7 pág 142 Tipler 5a ed – pág 136 - 6a ed) Um carro está se movendo a 30 m/s
em uma pista horizontal. Os coeficientes de atrito entre a pista e os pneus são μ e = 0,5 e μd = 0,3.
Qual será a distância de percurso do carro antes de parar se:
a) o carro é freado com um sistema de freio ABS (antiblocantes), de modo que a freanagem crítica é
mantida.
b) O carro é freado sem um sistema ABS, de modo que as rodas podem travar?
c) - R  a) μd = 0,599 b) Δs = 9,25 c) v = 4,73 m/s
5 - (Cap. 5 Ex 35 pag 158 Tipler 5 a ed)(Cap. 5 Ex 43 pág 159
Tipler 6a ed)Um bloco de massa m1 = 250 g está em repouso
sobre um plano que faz um ângulo (θ = 30° com a horizontal. O
coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano é μ d = 0,10.
O bloco é unido a um segundo bloco de massa m 2 = 200 g,
pendurado livremente através de um cabo que passa por uma polia
sem atrito e sem massa. Qual velocidade do o segundo bloco após
cair por uma distância de 30,0 cm?
- R  v = 0,835 m/s
6 - Uma esteira transportadora é usada para o carregamento de caixas em um caminhão. Cada
caixa possui massa m = 50 kg, o coeficiente de atrito estático entre a esteira e a caixa é µe= 0,9
e coeficiente dinâmico é 40% do coeficiente estático. Sendo o ângulo θ= 37º .
a)
b)
c)
d)
A força normal que a esteira exerce sobre a caixa.
A máxima aceleração da esteira para que a caixa não deslize sobre a esteira.
Se a velocidade da esteira for constante, qual a força de atrito entre a esteira e a caixa?
Se a aceleração da esteira for 2 m/s 2, constante, qual a força de atrito entre a esteira e a
caixa?
7 - O Bloco B de massa 70 kg está apoiado num plano, em que o coeficiente de atrito estático entre
eles é 0,2. Determine o valor limite da massa para que o sistema permaneça em repouso.
R – m = 12,6 kg
42º
B
A
8 – (Ex 39 - pág 158- 5a ed) A um bloco de 4,5 kg é dada uma velocidade inicial de 14 m/s, de
modo que ele sobe um plano com inclinação de 37° com horizonta1. Quando seu deslocamento é de
8,0 m, sua velocidade de subida diminui para 5,2 m/ s. Determine:
a) o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano,
b) o deslocamento do bloco a partir do ponto de partida até o tempo em que ele
momentaneamente atinge o repouso ,
c) a velocidade do bloco quando ele atinge novamente seu ponto de partida.
- R  a) μd = 0,599 b) Δs = 9,25m c) v = 4,73 m/s
MOVIMENTO AO LONGO DE UMA TRAJETÓRIA CURVA
(Força Centrípeta)
1 - Em uma estrada, um automóvel de 800 kg com velocidade
constante de 72 km/h se a aproxima de um fundo de vale,
conforme esquema a seguir. Sabendo que o raio de curvatura
nesse fundo de vale é 20 m, calcule a força Normal de reação da
estrada sobre o carro nesse ponto.
R – FN = 23.848 N
2 - Um motociclista realiza um movimento circular, num plano vertical, no interior de um globo da
morte, de raio 4 m. A massa do homem mais a da moto é de 180 kg.
Determine a intensidade da força Normal que o globo aplica na moto na posição
A mais elevada. A velocidade escalar na moto nesta posição é de 8 m/s.
R – FN = 1.114 N
3 - O globo da morte apresenta um motociclista percorrendo uma
circunferência em alta velocidade. Nesse circo, o raio da circunferência é
igual a 4,0m. O módulo da velocidade da moto no ponto B é 12m/s e o
sistema moto-piloto tem massa igual a 160kg. Determine a componente
radial da resultante das forças sobre o globo em B.
4 - Você é membro de uma equipe de teste de pneus de automóveis. Você está testando um novo
modelo de pneus de corrida para verificar se, realmente, o coeficiente de atrito estático entre os pneus
e o pavimento de concreto seco é 0,9, conforme alegado pelo fabricante. Um carro de corrida foi capaz
de percorrer com velocidade constante de 68 km/h um círculo de 45,7 m de raio, sem derrapar.
Desprezando o arraste do ar e o atrito de rolamento e supondo a pista como uma superfície plana
horizontal, qual é o menor valor do coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista?
R-
 = 0,8
4 - No esquema, temos um pêndulo simples de comprimento l = 1,0 m com uma esfera de massa m =
0,5 kg, oscilando entre os pontos A e B. A velocidade escalar da esfera
ao passar pelo ponto C indicado é v = 4,0 m/s. Dado  = 37º. Determine:
a) a intensidade da força que traciona o fio, quando a esfera passa pelo ponto C;
b) o módulo da aceleração tangencial da esfera em C.
R – a) T = 11,92 N
b) at =