Aprendizagem: 2013

Exercícios de física - APLICAÇÕES DA LEIS DE NEWTON

01-(UNIFESP-SP)

Suponha que um comerciante inescrupuloso aumente o valor assinalado pela sua balança, empurrando sorrateiramente o prato para baixo com uma força de módulo F=5,0 N, na direção e sentido indicados na figura.

Com essa prática, ele consegue fazer com que uma mercadoria de massa 1,5 kg seja medida por essa balança como se tivesse massa de: considere g=10m/s² e sen37^o=0,6

a) 3,0 kg. b) 2,4 kg. c) 2,1 kg. d) 1,8 kg. e) 1,7 kg.

02(UFPE-PE)

Um bloco A, de massa igual a 2,0 kg, é colocado sobre um bloco B, de massa igual 4,0 kg, como mostrado na figura.

Sabendo-se que o sistema permanece em repouso sobre uma mesa, calcule a força que a mesa exerce sobre o bloco B, em newtons.

03-(UFSCAR-SP)

O joão-teimoso é um boneco que, deslocado de sua posição de equilíbrio, sempre volta a ficar em pé. Suponha que uma

criança segure um joão-teimoso na posição da figura e logo em seguida o solte, sobre uma superfície horizontal. Assinale a alternativa que melhor representa o esquema das forças que, com exceção das forças de atrito, atuam sobre o joão-teimoso deitado, imediatamente após ser solto pela criança.

04-(UFRJ-RJ)

Uma pessoa idosa, de 68kg, pesa-se com sua bengala apoiada no chão, ao lado da balança, como mostra a figura.

Com a pessoa em repouso a leitura da balança é 650N. Considere g=10m/s².

a) Supondo que a força exercida pela bengala sobre a pessoa seja vertical, calcule o seu módulo e determine o seu sentido.

b) Calcule o módulo da força que a balança exerce sobre a pessoa e determine a sua direção e o seu sentido.

05-(FUVEST-SP)

Uma força de 1newton (1N) tem a ordem de grandeza do peso de:

a) um homem adulto

b) uma criança recém-nascida

c) um litro de leite

d) uma xicrinha cheia de café

e) uma moeda

06-(FGV-SP)

Durante a cerimônia de formatura, o professor de física, teve seu pensamento absorvido pela pilha de duas camadas de

estojos de diplomas, todos iguais, escorada de ambos os lados, por um copo contendo água.

O professor lembrava que sen 30^o=cos 60^o=1/2 e que sen 60^o=cos 30^o=√3/2. Admitindo que cada estojo tivesse o mesmo peso de módulo P, determinou mentalmente a intensidade da força de contato exercida por um estojo da fila superior sobre um da fila inferior, força que, escrita em termos de P, é

a) (√3/6)P b) (√3/3)P c) (√3)P d) P/4 e) P/2

07-(UEG-GO)

Entre os poucos animais que desenvolveram o “pára-quedismo” está o sapo voador de Bornéu – Rhacophorus dulitensis, apresentado na figura a seguir.

Na ilustração,

são, respectivamente, a força de resistência do ar e a força peso.

Considerando que esse animal tenha se atirado do alto de uma árvore em direção ao solo, o seu pára-quedas será utilizado e, durante sua queda,

a) as suas membranas interdigitais nas patas favorecem o aumento da força de resistência do ar, haja vista que elas aumentam a área de contato com o ar.

b) a resultante das forças que atuam sobre ele tenderá a se tornar nula, levando-o, necessariamente, ao repouso no ar.

c) a sua velocidade tenderá a um valor limite, chamada de velocidade terminal, independentemente da resistência do ar.

d) a sua aceleração será nula em todo o percurso, independentemente da resistência do ar.

08-(UFABC)

Um mecânico afirma ao seu assistente que é possível erguer e manter um carro no alto e em equilíbrio estático, usando-se um contrapeso mais leve do que o carro. A figura mostra, fora de escala, o esquema sugerido pelo mecânico para obter o seu intento.

Considerando as polias e os cabos como ideais e, ainda, os cabos convenientemente presos ao carro para que não haja movimento de rotação, determine a massa mínima do contrapeso e o valor da força que o cabo central exerce sobre o carro, com massa de 700 kg, quando esse se encontra suspenso e em equilíbrio estático.

09-(UNIMONTES-MG)

Um macaco de 10kg sobe por uma corda de massa desprezível, que passa sobre o galho de uma árvore (veja a figura).

A corda pode deslizar, sem atrito, sobre a superfície do galho. A outra extremidade da corda está presa a uma caixa cuja

massa é 15 kg. O menor valor do módulo da aceleração que o macaco deve ter ao subir pela corda, para erguer a caixa, é igual a: Dado: g = 9,8 m/s².

a) 9,8 m/s² b) 2,4 m/s² c) 7,3 m/s² d) 4,9 m/s² e) zero

10-(ITA-SP)

Uma pilha de seis blocos iguais, de mesma massa m, repousa sobre o piso de um elevador, como mostra a figura.

O elevador está subindo em movimento uniformemente retardado com aceleração de módulo a. O módulo da força que o bloco 3 exerce sobre o bloco 2 é dado por:

a) 3m(g + a) b) 3m(g – a) c) 2m(g + a) d) 2m(g – a) e) m(2g – a)

11-(PUC-MG)

Muitos carros e transportes modernos estão equipados com um sistema de frenagem intitulado ABS, que evita que o

pneu deslize quando os freios forem acionados. O sistema funciona através de um sensor que verifica, dezenas de vezes por segundo, se a roda “travou”, ou seja, parou de girar. Se isso ocorrer, ele momentaneamente libera aquela roda da ação do freio, para só voltar a aplicá-lo quando a roda retomar seu movimento normal de rotação.

Esse sistema garante frenagens mais seguras, e em espaço menor, porque:

a) quando a roda “trava”, há uma perda de energia mecânica do sistema que deve ser evitada.

b) quando a roda “trava”, há um superaquecimento do sistema de freios que deve ser evitado.

c) a inércia do carro é maior com a roda “travada” do que com a roda girando.

d) a dirigibilidade do carro é maior com a roda “travada” do que com a roda girando.

e) o coeficiente de atrito estático é maior que o coeficiente de atrito cinético.

12-(PUC-RJ)

Uma locomotiva puxa uma série de vagões, a partir do repouso.

Qual é a análise correta da situação?

a) A locomotiva pode mover o trem somente se for mais pesada do que os vagões.

b) A força que a locomotiva exerce nos vagões é tão intensa quanto a que os vagões exercem na locomotiva; no entanto, a força de atrito na locomotiva é grande e é para frente, enquanto que a que ocorre nos vagões é pequena e para trás.

c) O trem se move porque a locomotiva dá um rápido puxão nos vagões, e, momentaneamente, esta força é maior do que a que os vagões exercem na locomotiva.

d) O trem se move para frente porque a locomotiva puxa os vagões para frente com uma força maior do que a força com a qual os vagões puxam a locomotiva para trás.

e) Porque a ação é sempre igual à reação, a locomotiva não consegue puxar os vagões.

13- (UFSCAR-SP)

O sistema esquematizado compõe-se de um elevador de massa M e um homem de massa m. O elevador está suspenso por uma corda que passa por uma polia fixa e vem às mãos do operador; a corda e a roldana são supostas ideais.

O operador puxa a corda e sobe com aceleração constante a, juntamente com o elevador. São supostos conhecidos M, m, a e g. Determine a intensidade da força

que traciona a corda.

14-(UNESP-SP)

Uma barra AC homogênea de massa m e comprimento L, colocada numa mesa lisa e horizontal, desliza sem girar sob ação de uma força

, também horizontal, aplicada na sua extremidade esquerda.

Mostre que a força

com que a fração BC de comprimento (2.L/3), atua sobre a fração AB é igual a (- 2.

/3).

15-(PUC-RJ)

Alberto (A) desafiou seu colega Cabral (C) para uma competição de cabo de guerra, de uma maneira especial, mostrada na figura. Alberto segurou no pedaço de corda que passava ao redor da polia enquanto que Cabral segurou no pedaço atado ao centro da polia. Apesar de mais forte, Cabral não conseguiu puxar Alberto, que lentamente foi arrastando o seu adversário até ganhar o jogo.

Sabendo que a força com que Alberto puxa a corda é de 200 N e que a polia não tem massa nem atritos:

a) especifique a tensão na corda que Alberto está segurando;

b) desenhe as forças que agem sobre a polia, fazendo um diagrama de corpo livre;

c) calcule a força exercida pelo Cabral sobre a corda que ele puxava;

d) considerando que Cabral foi puxado por 2,0 m para frente, indique quanto Alberto andou para trás.

16-(UEL-PR)

Considere o sistema constituído por três blocos de massas m₁, m₂ e m₃, apoiados um sobre o outro, em repouso sobre uma superfície horizontal, como mostra a figura a seguir.

Observe que uma força

é aplicada ao bloco de massa m₂, conforme a representação. Entretanto, esta força é incapaz de vencer as forças de f_ij entre os blocos m_i e m_j, onde i e j variam de 1 a 3.

17-(UNESP-SP)

Um rebocador puxa duas barcaças pela águas de um lago tranqüilo. A primeira delas tem massa de 30 toneladas e a segunda, 20 toneladas. Por uma questão de economia, o cabo de aço I que conecta o rebocador à primeira barcaça suporta, no máximo, 6.10⁵N, e o cabo II, 8.10⁴N.

Desprezando o efeito de forças resistivas, calcule a aceleração máxima do conjunto, a fim de evitar o rompimento de um dos cabos.

18-(FUVEST-SP)

Um sistema mecânico é formado por duas polias ideais que suportam três corpos A, B e C de mesma massa m, suspensos por fios ideais como representado na figura.

O corpo B está suspenso simultaneamente por dois fios, um ligado a A e outro a C. Podemos afirmar que a aceleração do corpo B será:

a) zero b) (g/3) para baixo c) (g/3) para cima d) (2g/3) para baixo e) (2g/3) para cima

19-(UERJ-RJ)

A figura abaixo representa o plano inclinado ABFE, inserido em um paralelepípedo retângulo ABCDEFGH de base horizontal, com 6 m de altura CF, 8 m de comprimento BC e 15 m de largura AB, em repouso, apoiado no solo.

Considere o deslocamento em movimento retilíneo de um corpo P₁ de M até N e de um corpo P₂ de A até F.

Admita as seguintes informações:

- P₁ e P₂ são corpos idênticos;

- F₁ e F₂ são, respectivamente, as componentes dos pesos de P₁ e P₂ ao longo das respectivas trajetórias;

- M e N são, respectivamente, os pontos médios das arestas AB e EF.

Considerando esses dados, a razão F₁/F₂ equivale a:

a) 17/6 b) 4/3 c) √(15)/3 d) √(15)/3 e) √(13)/2

20-(UFG-GO)

No sistema representado na figura abaixo, as duas molas são iguais, têm 1 m de comprimento e estão relaxadas. Quando o fio é cortado, a esfera de massa 5,1 kg desce 1 m até parar momentaneamente.

Dados: √2=1,41 e g=10m/s². Calcule o valor da constante elástica k das molas.

21-(FB)

A mola helicoidal (figura 1), de constante elástica k=12N/m, foi partida em 3 partes iguais. Em seguida, essas 3 partes foram associadas em paralelo (figura 2) e em série (figura 3).

As massas das figuras 2 e 3 são iguais e valem 100g. Adote g=10m/s2 e determine:

a) a constante elástica de cada parte.

b) o período de oscilação do conjunto quando as três molas estão associadas em paralelo.

c) o período de oscilação do conjunto quando as três molas estão associadas em série.

22-(UFRS-RS)

A figura a seguir representa seis pêndulos simples, que estão oscilando num mesmo local.

O pêndulo P executa uma oscilação completa em 2 s. Qual dos outros pêndulos executa uma oscilação completa em

1 s?

a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V.

23-(ITA-SP)

Um pêndulo simples oscila com um período de 2s. Se cravarmos um pino a uma distância 3L/4 do ponto de suspensão

e na vertical que passa por aquele ponto, como mostrado na figura, qual será o novo período do pêndulo?

24-(ITA-SP )

Dois pêndulos de comprimento L₁ e L₂ conforme a figura, oscilam de tal modo que os dois bulbos de encontram sempre que são decorridos 6 períodos do pêndulo menor e 4 períodos do pêndulo maior. A relação L₂/L₁ deve ser:

a) 9/4 b) 3/2 c) 2 d) 4/9 e) 2/5

25-(ITA-SP)

Um relógio tem um pêndulo de 35 cm de comprimento. Para regular seu funcionamento, ele possui uma porca de ajuste

que encurta o comprimento do pendulo de 1 mm a cada rotação completa à direita e alonga este comprimento de 1 mm a cada rotação completa à esquerda.

Se o relógio atrasa um minuto por dia, indique o número aproximado de rotações da porca e sua direção necessários para que ele funcione corretamente.

a) 1 rotação à esquerda b) 1/2 rotação à esquerda c) 1/2 rotação à direita d) 1 rotação à direita e) 1 e 1/2 rotações à direita.

26-(UFJF-MG)

Um caminhão é carregado com duas caixas de madeira, de massas iguais a 500kg, conforme mostra a figura.

O caminhão é então posto em movimento numa estrada reta e plana, acelerando até adquirir uma velocidade de 108km/h e depois é freado até parar, conforme mostra o gráfico. (g=10m/s²).

O coeficiente de atrito estático entre as caixas e a carroceria do caminhão é μ=0,1. Qual das figuras abaixo melhor representa a disposição das caixas sobre a carroceria no final do movimento?

27-(ENEM-MEC-012)

Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas quando estão no limiar do deslizamento. Quando as rodas travam, a força de frenagem é governada pelo atrito cinético.

As representações esquemáticas da força de atrito f_at entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no

pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são

28-(UPE-PE)

Sejam os blocos P e Q de massas m e M, respectivamente, ilustrados na figura a seguir. O coeficiente de atrito estático

entre os blocos é μ, entretanto não existe atrito entre o bloco Q e a superfície A. Considere g a aceleração da gravidade.

A expressão que representa o menor valor do módulo da força horizontal

para que o bloco P não caia, é

29-(UFF-RJ)

Um pano de prato retangular, com 60cm 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 L da parte sobre a mesa é:

a) 40cm b) 20cm c) 15cm d) 60cm e) 30cm

30-(ITA-SP)

Para um avião executar uma curva nivelada (sem subir ou descer) e equilibrada, o piloto deve incliná-lo com respeito à horizontal (à maneira de um ciclista em uma curva), de um ângulo α. Se α = 60°, a velocidade da aeronave é 100 m/s e

a aceleração local da gravidade é 9,5 m/s², qual é aproximadamente o raio de curvatura?

a) 600 m. b) 750 m. c) 200 m. d) 350 m. e) 1000 m.

31-(FUVEST-SP)

Uma estação espacial, construída em forma cilíndrica, foi projetada para contornar a ausência de gravidade no espaço. A figura mostra, de maneira simplificada, a secção reta dessa estação, que possui dois andares.

Para simular a gravidade, a estação deve girar em torno do seu eixo com certa velocidade angular. Se o raio externo da estação é R,

a) deduza a velocidade angular W com que a estação deve girar para que um astronauta, em repouso no primeiro andar e a uma distância R do eixo da estação, fique sujeito a uma aceleração igual a g.

b) Suponha que o astronauta vá para o segundo andar, a uma distância h do piso do andar anterior. Calcule o peso do astronauta nessa posição e compare com o seu peso quando estava no primeiro andar. O peso aumenta, diminui ou permanece inalterado ?

32-(UFOP-MG)

Uma estação espacial é projetada como sendo um cilindro de raio r, que gira em seu eixo com velocidade angular constante W, de modo a produzir uma sensação de gravidade de 1g = 9,8 m/s² nos pés de uma pessoa que está no

interior da estação. Admitindo-se que os seus habitantes têm uma altura média de h = 2 m, qual deve ser o raio mínimo r da estação, de modo que a variação da gravidade sentida entre os pés e a cabeça seja inferior a 1% de g?

33-(UFPE-PE)

Um bloco A de massa igual a 1kg é mantido em repouso, em contato com o teto de um apartamento, sob o efeito de

uma força

de intensidade F=20N como ilustrado na figura a seguir. Sabendo-se que

é a força de reação normal à

superfície do teto,

é o peso do bloco, e

é a força de atrito, qual o diagrama das forças que atuam sobre o bloco A?

34-(UFG-GO)

Nas academias de ginástica, usa-se um aparelho chamado pressão com pernas (leg press), que tem a função de fortalecer a musculatura das pernas. Este aparelho possui uma parte móvel que desliza sobre um plano inclinado, fazendo um ângulo de 60º com a horizontal, Uma pessoa, usando o aparelho, empurra a parte móvel de massa igual 100 kg e a faz mover ao longo do plano, com velocidade constante como é mostrado na figura.

Considere o coeficiente de atrito dinâmico entre o plano inclinado e a parte móvel 0,10 e a aceleração da gravitacional 10m/s². (Usar sen60º=0,86 e cos60º=0,50).
a) Faça o diagrama das forças que estão atuando sobre a parte móvel do aparelho identificando-as.
b) Determine a intensidade da força que pessoa está aplicando sobre a parte móvel do aparelho.

35-(FISICAEVESTIBULAR)

A figura abaixo mostra um carrinho de brinquedo se deslocando com aceleração constante de 6,0 m/s² numa superfície plana e horizontal.

A esfera E possui massa de 1 kg e não existe atrito entre ela e o plano inclinado no qual ela está apoiada. Considere sen30^o=0,5, cos30^o=0,87 e g=10m/s². Considere a esfera E em repouso em relação ao carrinho e determine a intensidade da força horizontal que a parede vertical do carrinho exerce sobre a esfera.

36-(UFV/MG)

Um objeto de massa m repousa sobre um bloco de massa M, que é empurrado contra uma parede por uma força horizontal

,conforme mostra a figura abaixo.

O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede é μ e o módulo da aceleração da gravidade é g. Estando o sistema em equilíbrio, é CORRETO afirmar que o módulo da força

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terça-feira, 9 de abril de 2013

domingo, 31 de março de 2013

sexta-feira, 29 de março de 2013