FÍSICA - 1o ANO
MÓDULO 05
FORÇAS PARTICULARES
— PARTE 2
Corpos em repouso
→
F
→
P
→
F
→
P
→
F
→
→
Fat
N
→
F
→
N
→
Fat
→
P
→
P
→
Fat
→
Fat
x0
x0
Situação A
∆0
→
F
Situação B
x0
Situação C
Como pode cair no enem?
F
(ENEM) O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e1
uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópiod
Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram doe
Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio. Ao abrir a porta dea
acesso, um deles exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.”
Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta:
a) se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno
peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.
b) se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o
peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena.
c) não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base
as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
d) não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso,
sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita.
e) não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária,
que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente
pelo seu volume.
Fixação
1) (UERJ) Um patinador cujo peso total é 800 N, incluindo os patins, está parado em uma pista
de patinação em gelo. Ao receber um empurrão, ele começa a se deslocar. A força de atrito
entre as lâminas dos patins e a pista, durante o deslocamento, é constante e tem módulo igual
a 40 N. Estime a aceleração do patinador imediatamente após o início do deslocamento.
.
Fixação
2) Dois corpos A e B (mA = 3,0 kg e mB = 6,0 kg) estão ligados por um fio
3 kg A
ideal que passa por uma polia sem atrito, conforme a figura ao lado. Entre o corpo A e o apoio, há atrito cujo coeficiente é 0,5. Considerando-se
g = 10 m/s2, determine a força de tração no fio.
B
6 kg
Fixação
3) (UFRJ) A figura mostra um bloco A, de 3 kg, apoiado sobre um bloco
B de 4 kg. O bloco B, por sua vez, está apoiado sobre uma superfície
horizontal muito lisa, de modo que o atrito entre eles é desprezível.
O conjunto é acelerado para a direita por uma força horizontal, de
módulo igual a 14 N, aplicada no bloco B.
→
ga) Determine a direção e o sentido da força de atrito ( Fat )
exercida pelo bloco B sobre o bloco A e calcule seu módulo.
→
b) Determine a direção e o sentido da reação (Fat ), calcule seu módulo.
A
→
F
B
Fixação
4) Na situação da figura, os blocos A e B têm massas mA = 4,0 kg e mB 6,0 kg. A aceleração
da gravidade no local tem módulo 10 m/s2, o atrito entre A e o plano horizontal de apoio é desprezível e o coeficiente de atrito estático entre B e A vale μe = 0,50.
Determine o maior valor possível para a força indicada, de modo que
B
o corpo B não se desloque em relação a A.
→
A
F
Fixação
5) (PUC) Os gráficos a seguir mostram a variação da força feita sobre uma mola (F) em função
da elongação (x).
4
mola 1
F (N)
5
mola 2
F (N)
X (cm)
0
2
8
mola 3
F (N)
X (cm)
0
2
X (cm)
0
2
Qual a mola mais dura? Qual o valor da constante elástica dessa mola?
a) mola 1; k = 2 N/cm
b) mola 3; k = 4 N/cm
c) mola 2; k = 2,5 N/cm
d) mola 1; k = 4 N/cm
e) mola 3; k = 8 N/cm
Proposto
1) Dois blocos A e B, apoiados sobre uma superfície horizontal, estão inicialmente em repouso
e possuem massas iguais a 10 kg. Uma força horizontal F de intensidade 60 N é aplicada ao
bloco A, conforme a figura abaixo . O coeficiente de atrito entre os blocos e a superfície é μ =
0,20. Adote g = 10 m/s2.
Determine:
→
F
A
B
a) A aceleração que os blocos adquirem.
b) A intensidade da força que A exerce em B.
Proposto
2) (UERJ) Dois blocos de massas m1 = 6,0 kg e m2 = 4,0 kg
estão ligados por uma mola de massa desprezível e comprimento inicial x0. Quando o sistema
=é suspenso por um fio ideal, como indicado na figura 1, o comprimento da mola passa a valer
x1 = 8,0 cm. Quando se apoia o sistema em um plano horizontal, como indicado na figura 2,
o comprimento da mola diminui para x2 = 3,0 cm. Dado: aceleração da gravidade 10 m/s2.
Calcule:
m1
a) A tração no fio ideal que sustenta o sistema na situação ilustrada
m1
pela figura 1.
x1
b) O comprimento inicial x0 da mola.
x
2
m2
m2
Figura A
Figura B
Proposto
P
3) (UERJ) Um bloco de madeira desloca-se sobre uma superfície horizontal, com velocidade4
constante, na direção e sentido da seta, puxado por uma pessoa, conforme a figura a seguir. c
r
A resultante das forças que a superfície exerce sobre o bloco
d
pode ser representada por:
a) ← c) ↑
b) d)
v
fi
g
a
b
s
Proposto
4) A figura 1 a seguir representa um cabide dependurado na extremidade de uma mola de
constante elástica k = 50N/m. Na figura 2, tem-se a nova situação de equilíbrio logo após a
roupa molhada ser colocada no cabide e exposta ao Sol para secar, provocando na mola uma
deformação inicial x = 18cm.
X = 18cm
Fig. 1
Fig. 2
X (deformação)
18
cm
9
0
1
2
3 h
t (tempo de insolação)
Fig. 3
O tempo de insolação foi mais do que suficiente para secar a roupa completamente. A
variação da deformação da mola (em cm) em função do tempo (em horas) em que a roupa
ficou sob a ação dos raios solares está registrada no gráfico da figura 3. Considere que cada
grama de água para vaporizar absorve 500 cal de energia e determine:
a) o peso da água que evaporou;
b) a potência média de radiação solar absorvida pela roupa, supondo ser ela a única responsável pela evaporação da água.
Proposto
P
5) Uma tira elástica de borracha está presa no teto de uma sala. Um macaco dependurado na tira sobe em direção ao teto com velocidade praticamente constante.
Podemos afirmar que à medida que o macaco sobe:
a) a força que a tira exerce no teto aumenta;
b) a força que a tira exerce no teto diminui;
c) a distância da extremidade inferior da tira ao chão aumenta;
d) a distância da extremidade inferior da tira ao chão diminui;
e) a distância da extremidade inferior da tira ao chão não se altera.
6
l
h
d
m
Proposto
6) O corpo A pesa 100 N e está em repouso sobre o corpo B, que pesa 200 N. O corpo A está
ligado por uma corda ao anteparo C, enquanto o corpo B está sendo solicitado por uma força
horizontal F, de 125 N. O coeficiente de atrito de escorregamento entre os corpos A e B é 0,25.
Determine o coeficiente de atrito entre o corpo B e a superfície
de apoio e a tração na corda, considerando o corpo B em movimento iminente.
C
A
B
F
Proposto
7) Uma pequena caixa é lançada sobre um plano inclinado e, depois de um intervalo de tempo,
desliza com velocidade constante. Observe a figura, na qual o segmento orientado indica a
direção e o sentido do movimento da caixa.
caixa
Entre as representações abaixo, a que melhor indica as forças que atuam sobre a caixa é:
a)
c)
b)
d)
Proposto
8) Um automóvel se desloca sobre uma estrada da esquerda para a direita. A direção da força,
devido ao atrito que a estrada faz sobre as rodas do carro, é a indicada na figura.
É correto afirmar que:
a) o carro tem tração nas quatro rodas;
:b) o carro tem tração traseira;
c) o carro tem tração dianteira;
d) o carro está com o motor desligado;
e) a situação apresentada é impossível de acontecer.
Proposto
P
9) (CESGRANRIO) Um carrinho oscila sobre um trilho horizontal com atrito desprezível, preso1
na extremidade de uma mola linear, entre as posições extremas –x0 e +x0. A posição de equilí-E
brio é representada pelo ponto 0.
M
m
m
–x0
0
+x0
a
b
O gráfico a seguir representa o módulo da força exercida pela mola sobre o carrinho, em
c
função da posição, no intervalo (0, +x ).
0
→
15
0
|F| (N)
0,20 x(m)
O valor do coeficiente de elasticidade (k) da mola é:
a) 30 N/m
b) 75 N/m
d) 35 N/m
c) 3,0 N/m
e) 5,0 N/m
Proposto
10) (UFF) Um aluno no laboratório de sua escola dispõe de duas molas de massas desprezíveis.
-Ele pendura um corpo de massa M1 numa delas e um outro corpo de massa M2 na outra, sendo
M1 > M2. Com uma régua, verifica que ambas as molas se distendem de um mesmo comprimento. Sendo K1 a constante elástica da mola que sustenta o corpo de massa M 1 e K 2 a da
mola que sustenta o corpo de massa M2, o aluno conclui corretamente que:
a) K1 > K2
d) K1 ≥ K2
b) K1 < K2
e) K1 ≤ K2
c) K1 = K2
Proposto
11) O sistema indicado na figura a seguir, onde as polias são ideais,
permanece em repouso graças à força de atrito entre o corpo de
10 kg e a superfície de apoio. Podemos afirmar que o valor da
força de atrito é:
a) 20N
d) 60N
b) 10N
e) 40N
c) 100N
10 kg
4 kg
6 kg
Proposto
12) O gráfico adiante mostra a elongação x sofrida por uma mola em função da força aplicada.
A partir do gráfico, determine as elongações sofridas por essa mola nas situações:
Gráfico
x (cm) 8
6
4
2
0
0 5 10 15 20 força N
→
g
1,0 kg
1,0 kg
Figura 1
1,0 kg
Figura 2
Considere g =10m/s2, os fios inextensíveis e sem massa e despreze qualquer atrito.