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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Campus Regional de Resende
Faculdade de Tecnologia
Departamento de Matemática Física e Computação
Prof. Angelo Cerqueira
Física I
Lista de exercícios 5 – Forças II – Aplicações das leis de Newton
1) Um bloco de 25,0 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. É
necessária uma força horizontal de 75,0 N para colocar o bloco em movimento. Após ele
estar em movimento, é necessária uma força de 60,0 N para mantê-lo em movimento com
velocidade escalar constante. Encontre os coeficientes de atrito estático e cinético a partir
dessa informação. Resp.: 0,306 e 0,245.
2) Um carro está andando a 50,0 mi/h em uma rodovia horizontal. (a) Se o coeficiente de atrito
estático entre a pista e os pneus em um dia chuvoso for de 0,100, qual é a distância mínima
para o carro parar? (b) Qual é a distância que o carro deverá parar quando a superfície
estiver seca eμs = 0,600?. Resp.: (a)256m; (b)42,7m.
3) Um peso de 9,00 kg está ligado por um fio que passa por uma polia leve a um bloco de 5,00
kg que está deslizando por uma mesa plana na figura abaixo. Se o coeficiente de atrito
cinético for de 0,200, encontre a tensão no fio. Resp.: 37,8N .
4) Um bloco de massa de 3,00 kg está sendo empurrado contra uma parede por uma força P
que faz um ângulo de 50,0° com a horizontal, como mostrado na figura abaixo. O
coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede é de 0,250. Determine os possíveis
valores para o módulo de P que fazem que o bloco permaneça estacionário.. Resp.:
qualquer valor entre 31,7N e 48,6N.
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5) Considere um pêndulo cônico com massa de 80,0 kg dependurado por um fio de 10,0 m
fazendo um ângulo de 50,0° com a vertical (Figura 16), Determine (a) as componentes
horizontal e vertical da força exercida pelo fio sobre o pêndulo e (b) a aceleração radial da
massa. ? Resp.: (a)68,6Ni +784Nj; (b)0,857m/s2.
6) Um carro de massa m passa por uma elevação ma pista que segue o arco de um círculo de
raio R como na Figura 18. (a) Qual é a força que a pista exerce sobre o carro quando ele
passa pelo ponto mias alto da elevação se o carro viaja à velocidade escalar υ? (b) Qual é a
velocidade escalar máxima que o carro pode ter quando passa pelo ponto mais alto antes de
ele perder contato com a pista? .Resp.:(a)mg-mv2/R; (b)  gR .
7) Um barco desliga seu motor quando sua velocidade escalar é de 10,0 m/s e navega até parar.
A equação descrevendo o movimento do barco durante esse período é υ = υie-ct, em que υ é a
velocidade escalar no tempo t = 20,0 s, a velocidade escalar é de 5,00 m/s. (a) Encontre a
constante c. (b) Qual é a velocidade escalar em t = 40,0 s? (c) Diferencie a expressão para
υ(t) e mostre, assim, que a aceleração do barco é proporcional à velocidade escalar em
qualquer tempo.? Resp.: (a) 3,47×10−2 s−1 ;(b)2,50m/s; (c )-cv.
8) Uma pedra de granizo de massa de 4,80×10−4 kg cai no ar sob a ação de uma força
resultante dada por F = -mg + Cυ2 em que C = 2,50×10−5 kg/m (a) Calcule a velocidade
terminal do granizo. (b) Utilize o método de análise numérica de Euler para encontrar a
velocidade escalar e a posição do granizo em intervalos de 0,2 s, considerando a velocidade
escalar inicial como nula. Continue os cálculos até que o granizo alcance 99% de sua
velocidade terminal. Resp.:(a) -13,7m/s.
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9) Quando um meteoro está a uma distância de 3,00 vezes o raio da Terra acima da superfície
da Terra, qual é sua aceleração de queda livre devida à força gravitacional agindo sobre ele. .
Resp.:0,613m/s2.
10) Considere os três corpos ligados mostrados na Figura abaixo. Se o plano inclinado for sem
atrito e o sistema está em equilíbrio, encontre (em termos de m, g, e θ) (a) a massa M e (b)
as tensões T1 e T2. Se o valor de M for o dobro do valor encontrado no item (a), ache (c ) a
aceleração de cada corpo, e (d) as tensões T1 e T2. Se o coeficiente de atrito estático entre m e
2m e o plano inclinado for μs, e o sistema estiver em equilíbrio encontre (e) o valor mínimo
de M e (f) o valor máximo de M. (g) Compare os valores de T2 quando M tem seus valores
mínimo e máximo. Resp.: (a)3msinθ; (b)T1=2mgsinθ e T2=3mgsinθ; (c )gsinθ/1+2sinθ;
(d)T1=2mg(sinθ-μscosθ) e T2=Mmaxg; (e) 3m(sinθ-μscosθ);(f)3m(sinθ+μscosθ).
11) Um engenheiro deseja projetar uma rampa de saída curva para uma rodovia interestadual de
tal forma que um carro não tenha de depender do atrito para fazer a curva sem deslizar
figura abaixo. Suponha que um carro típico faça a curva à velocidade escalar de 30 mi/h
(13,4 m/s) e que o raio da curva seja de 50,0 m. Qual é o ângulo de inclinação que a curva
deve ter? Resp.:20,1o.