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Exercícios de Física
Estática
- Dois blocos idênticos de comprimento L = 24 cm são colocados sobre uma mesa, como mostra a figura a seguir. Determine o máximo valor de x, em cm, para que os blocos fiquem em equilíbrio, sem tombarem.
) Um sistema de polias, composto de duas polias móveis e uma fixa, é utilizado para equilibrar os corpos A e B. As polias e os fios possuem massas desprezíveis e os fios são inextensíveis. Sabendo-se que o peso do corpo A é igual a 340 N, determine o peso do corpo B, em newtons.
Cada um dos quadrados mostrados na figura a seguir tem lado b e massa uniformemente distribuída. Determine as coordenadas (x , y) do centro de massa do sistema formado pelos quadrados.
O esquema a seguir representa um sistema composto por uma placa homogênea (A) de secção reta uniforme, que sustenta um tijolo (B) em uma de suas extremidades e está suspensa por um fio(C).
Considerando que a placa mede 3,0m de comprimento, tem peso de 30N, e que o tijolo pesa 20N, calcule: a) a que distância do tijolo o fio deve estar amarrado, de modo que o sistema fique em equilíbrio na horizontal; b) a força de tração (T) no fio, se o sistema subir com aceleração de 2,0m/s².
Uma menina de 50 kg caminha sobre uma prancha com 10m de comprimento e 10kg de massa. A prancha está apoiada em suas extremidades, nos pontos A e B, como mostra a figura. No instante em que a força normal em B é igual ao dobro da normal em A, a que distância, em METROS, a menina se encontra do ponto B?
Um robô equipado com braços mecânicos é empregado para deslocar cargas uniformemente distribuídas em caixas cúbicas de lado 60cm. Suponha que o robô possa ser considerado como um paralelepípedo retangular de base quadrada de lado 80cm e massa 240kg, também uniformemente distribuída. Suponha também que os braços mecânicos tenham massa desprezível e que a carga permaneça junto do robô. Calcule o maior valor possível da massa da carga que o robô pode sustentar sem tombar.
Um homem de massa m = 80 kg quer levantar um objeto usando uma alavanca rígida e leve. Os braços da alavanca tem 1,0 e 3,0 m. a) Qual a maior massa que o homem consegue levantar usando a alavanca e o seu próprio peso? b) Neste caso, qual a força exercida sobre a alavanca no ponto de apoio?
Um corpo de massa m é colocado no prato A de uma balança de braços desiguais e equilibrado por uma massa p colocada no prato B. Esvaziada a balança, o corpo de massa m é colocado no prato B e equilibrado por uma massa q colocada no prato A. O valor da massa m é: a) pq b)√
c)
d) (^) √
e)
- As figuras a seguir representam esquematicamente, à esquerda, um abridor de garrafas e, à direita, esse abridor abrindo uma garrafa.
Em ambas as figuras, M é ponto de aplicação da força que uma pessoa exerce no abridor para abrir a garrafa. a) Faça a figura da direita e nela represente as forças que atuam sobre o abridor enquanto a pessoa abre a garrafa. Nomeie as forças representadas e faça uma legenda explicando quem as exerce. Não considere o peso do abridor. b) Supondo que essas forças atuem perpendicularmente ao abridor, qual o valor mínimo da razão Fp/Fa entre o módulo da força exercida pela pessoa, ùp e o módulo da força ùa que retira a tampa e abre a garrafa.
- A figura mostra uma garrafa mantida em repouso por dois suportes A e B. Na situação considerada a garrafa está na horizontal e os suportes exercem sobre ela forças verticais. O peso da garrafa e seu conteúdo tem um módulo igual a 1,4kgf e seu centro de massa C situa-se a uma distância horizontal D=18cm do suporte B.
Sabendo que a distância horizontal entre os suportes A e B é d=12cm, determine o sentido da força que o suporte A exerce sobre a garrafa e calcule seu módulo.
Uma escada homogênea de 40kg apóia-se sobre uma parede, no ponto P, e sobre o chão no ponto C. Adote g=10m/s². a) Desenhe as setas representativas das forças peso, normal e de atrito em seus pontos de aplicação. b) É possível manter a escada estacionária não havendo atrito em P? Neste caso, quais os valores das forças normal e de atrito em C?
) Considere uma pessoa de massa m que ao curvar-se permaneça com a coluna vertebral praticamente nivelada em relação ao solo. Sejam m1 = (2/5)m a massa do tronco e m2 = (1/5)m a soma das massas da cabeça e dos braços. Considere a coluna como uma estrutura rígida e que a resultante das forças aplicadas pelos músculos à coluna seja F(m) e que F(d) seja a resultante das outras forças aplicadas à coluna, de forma a mantê-Ia em equilíbrio. Qual é o valor da força F(d)?
Considere um automóvel de peso P, com tração nas rodas dianteiras, cujo centro de massa está em C, movimentando-se num plano horizontal. Considerando g =
em equilíbrio estático (repouso). A tração na corda AB, em N, e:
a) 20 b) 40 c) 50 d) 80 e) 100
Um mecânico afirma ao seu assistente que e 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 forca que o cabo central exerce sobre o carro, com massa de 700 kg, quando esse se encontra suspenso e em equilíbrio estático.
As figuras mostram uma ginasta olimpica que se sustenta em duas argolas presas por meio de duas cordas ideais a um suporte horizontal fixo; as cordas tem 2,0m de comprimento cada uma. Na posição ilustrada na figura 1 os fios são paralelos e verticais. Nesse caso, as tensões em ambos os fios valem T. Na posição ilustrada na figura 2, os fios estão inclinados, formando o mesmo ângulo θ com a vertical. Nesse caso, as tensões em ambos os fios valem T' e a distância vertical de cada argola até o suporte horizontal e h=1,80m, conforme indica a figura 2. Sabendo que a ginasta pesa 540N, calcule T e T'.
Uma barra de peso desprezível está em equilíbrio na posição horizontal, conforme o esquema a seguir.
As massas de 90 kg e 1,5 Kg se encontram em sua extremidade, sendo que o ponto de apoio está a 40 cm da extremidade direita. Qual o valor da distância “x”, do apoio até a extremidade esquerda, para manter a barra em equilíbrio? a) 240cm. b) 120cm. c) 1,5cm. d) cm.
- Gabriel está na ponta de um trampolim, que está fixo em duas estacas – I e II – , como representado nesta figura:
Seja F 1 e F 2 forças que as estacas I e II fazem, respectivamente, no trampolim. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que essas forças estão na direção vertical e A) têm sentido contrário, F 1 para cima e F 2 para baixo. B) ambas têm o sentido para baixo. C) têm sentido contrário, F 1 para baixo e F 2 para cima. D) ambas têm o sentido para cima.
- Um rapaz de 900 N e uma garota de 450 N estão em uma gangorra. Das ilustrações abaixo, a que representa uma situação de equilíbrio é:
- Para pintar uma parede, Miguel está sobre um andaime suspenso por duas cordas. Em certo instante, ele está mais próximo da extremidade direita do andaime, como mostrado nesta figura:
Sejam T E e T D os módulos das tensões nas cordas, respectivamente, da esquerda e da direita e P o módulo da soma do peso do andaime com o peso de Miguel. Analisando-se essas informações, é CORRETO afirmar que: A) T E = T D e T E + T D = P. B) T E = T D e T E + T D > P. C) T E < T D e T E + T D = P. D) T E < T D e T E + T D > P.
- Uma viga cilíndrica, homogênea, é construída em duas partes, com dois materiais distintos, de densidades dx = 18 g/cm^3 e dy = 2 g/cm^3. A viga permanece em equilíbrio, na horizontal, quando suspensa na junção das duas partes, como ilustra a figura abaixo.
Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a razão adimensional entre as distâncias Q e P (Q/P) é igual a A) 18 B) 2 C) 9 D) 3
- Um portão está fixo em um muro por duas dobradiças A e B, conforme mostra a figura, sendo P o peso do portão.
Caso um garoto se dependure no portão pela extremidade livre, e supondo que as reações máximas suportadas pelas dobradiças sejam iguais, (A) é mais provável que a dobradiça A arrebente primeiro que a B. (B) é mais provável que a dobradiça B arrebente primeiro que a A. (C) seguramente as dobradiças A e B arrebentarão simultaneamente. (D) nenhuma delas sofrerá qualquer esforço. (E) o portão quebraria ao meio, ou nada sofreria.
- Na situação abaixo, o bloco 3 de massa igual a 6,0 kg está na eminência de deslizar. Supondo as cordas inextensíveis e sem massa e as roldanas também sem massa e sem atrito, quais são as massas dos blocos 1 e 2 se o coeficiente de atrito estático do plano horizontal para o bloco 3 é μe = 0,5?
a) P1 = 1,5 Kg P2 = 1,5 Kg; b) P1 = 1,5 Kg P2 =√ kg c) P1 = 3,0 Kg P2 =√ kg d) P1 = 2,0 Kg P2 = 4,0 Kg; e) P1 =√ Kg P2 =√ kg
c) 2 x 10^4 N d) 1 x 10^4 N e) Nenhum dos valores acima.
- Um bloco de peso ⃗ é sustentado por fios, como
indica a figura. Calcular o módulo da força horizontal.
a) F = P senθ b) F = P cosθ c) F = P senθ cosθ d) F = P cotgθ e) F = P tg θ
- A barra é uniforme, pesa 50,0 N e tem 10,0 de comprimento. O bloco D pesa 30,0 N e dista 8,0 de A. A distância entre os pontos de apoio da barra é AC = 7,0 m. Calcular a reação na extremidade A.
a) R = 14,0 N b) R = 7,0 N c) R = 20,0 N d) R = 10,0 N e) R = 8,0 N
- Uma escada rígida de massa 15,0 kg está apoiada numa parede e no chão, lisos, e está impedida de deslizar por um cabo horizontal BC, conforme a figura. Uma pedra de dimensões pequenas e massa 5,00 kg é abandonada de uma altura de 1,80m acima do ponto A, onde sofre colisão elástica ricocheteando verticalmente. Sabendo-se que a duração do choque é de 0,03s e que a aceleração da gravidade é de 10,0 m.s-^2 , pode-se afirmar que a tensão no cabo durante a colisão valerá:
a) 1 200 N b) 1 150 N c) 2 025 N d) 1 400 N e) 900 N
- A figura mostra uma barra de 50 cm de comprimento e massa desprezível, suspensa por uma corda OQ, sustentando um peso de 3000 N no ponto indicado. Sabendo que a barra se apóia sem atrito nas paredes do vão, a razão entre a tensão na corda e a reação na parede no ponto S, no equilíbrio estático, é igual a:
a) 1, b) 3, c) 2, d) 1, e) 5,
- Na figura temos um cilindro de massa desprezível de raio r que pode girar sem atrito em tôrno do eixo que passa pelo centro O. Nos pontos P1 e P2 estão fixadas dois fios de massa também desprezível. Para que haja equilíbrio nas condições do esquema a relação entre as massas m1 e m2 é:
a) m1 = m
b) 3m1 = 2√ m
c) 3m2 =√ m d) m1 =√ m
e) m2 = 2√ m
- É dado um pedaço de cartolina com a forma de um sapinho, cujo centro de gravidade situa-se no seu próprio corpo. A seguir, com o auxílio de massa de modelagem, fixamos uma moeda de 10 centavos em cada uma das patas dianteiras do sapinho. Apoiando-se o nariz do sapinho na extremidade de um lápis ele permanece em equilíbrio. Nestas condições, pode-se afirmar que o sapinho com as moedas permanece em equilíbrio estável porque o centro de gravidade do sistema:
a) continua no corpo do sapinho; b) situa-se no ponto médio entre seus olhos; c) situa-se no nariz do sapinho; d) situa-se abaixo do ponto de apoio; e) situa-se no ponto médio entre as patas traseiras.
Numa balança defeituosa um dos braços é igual a 1,0100 vezes o outro. Um comerciante de ouro em pó realiza 100 pesadas de 1,0000 kg, colocando o pó a pesar um igual número de vezes em cada um dos pratos de balança. O seu ganho ou perda em mercadoria fornecida é: a) zero b) 5 g perdidos c) 0,25 kg ganhos d) 0,25 kg perdidos e) 5 g ganhos
Um toro de madeira cilíndrico de peso P e de 1,00 m de diâmetro deve ser erguido por cima de um obstáculo de 0,25 m de altura. Um cabo é enrolado ao redor do toro e puxado horizontalmente como mostra a figura. O canto do obstáculo em A é áspero, assim como a superfície do toro. Nessas condições a tração (T) requerida no cabo e a reação (R) em A, no instante em que o toro deixa de ter contacto com solo são:
Um hemisfério homogêneo de peso P e raio a repousa sobre uma mesa horizontal perfeitamente lisa. Como mostra a figura, um ponto A de hemisfério está atado a um ponto B da mesa por um fio inextensível, cujo peso é desprezível. O centro de gravidade do hemisfério é o ponto C. Nestas condições a tensão no fio é :
a) Q = 150 N b) Q = 300 N c) Q = 400 N d) Q = 600 N e) Q = 900 N
- Considere as três afirmativas abaixo sobre um aspecto de Física do cotidiano
. I- Quando João começou a subir pela escada de pedreiro apoiada numa parede vertical, e já estava no terceiro degrau, Maria grita para ele: - Cuidado João, você vai acabar caindo pois a escada está muito inclinada e vai acabar deslizando. II- João responde: - Se ela não deslizou até agora que estou no terceiro degrau, também não deslizará quando eu estiver no último. III- Quando João chega no meio da escada fica com medo e dá total razão à Maria. Ele desce da escada e diz a Maria: Como você é mais leve do que eu, tem mais chance de chegar ao fim da escada com a mesma inclinação, sem que ela deslize. Ignorando o atrito da parede: a) Maria está certa com relação a I mas João errado com relação a II. b) João está certo com relação a II mas Maria errada com relação a I. c) As três estão fisicamente corretas. d) Somente a afirmativa I é fisicamente correta. e) Somente a afirmativa III é fisicamente correta.
- Um brinquedo que as mamães utilizam para enfeitar quartos de crianças é conhecido como mobile. Considere o mobile de luas esquematizado na figura abaixo. As luas estão presas por meio de fios de massas desprezíveis a três barras horizontais, também de massas desprezíveis. O conjunto todo está em equilíbrio e suspenso num único ponto A. Se a massa da lua 4 é de 10g, então a massa em quilograma da lua é:
a) 180 b) 80
c) 0, d) 0, e) 9
Considere um semicilindro de peso P e raio R sobre um plano horizontal não liso, mostrado em corte na figura. Uma barra homogênea de comprimento L e peso Q está articulada no ponto O. A barra está apoiada na superfície lisa do semicilindro, formando um ângulo α com a vertical. Quanto vale o coeficiente de atrito mínimo entre o semicilindro e o plano horizontal para que o sistema todo permaneça em equilíbrio?
Chapas retangulares rígidas, iguais e homogêneas, são sobrepostas e deslocadas entre si, formando um conjunto que se apóia parcialmente na borda de uma calçada. A figura ilustra esse conjunto com n chapas, bem como a distância D alcançada pela sua parte suspensa. Desenvolva uma fórmula geral da máxima distância D possível de modo que o conjunto ainda se mantenha em equilíbrio. A seguir, calcule essa distância D em função do comprimento L de cada chapa, para n = 6 unidades.
- Uma barra uniforme e homogênea de peso , tem seu centro de gravidade (C.G.) na posição indicada na figura abaixo. A única parede considerada com atrito é aquela na qual a extremidade esquerda da barra está apoiada. O módulo da força de atrito é igual ao peso da barra. Determine o valor do ângulo na posição de equilíbrio, em função do comprimento da barra e da distância entre as paredes α.
48)c
Resultante na vertical:
Resultante na horizontal:
O comprimento da barra compreendido entre os pontos de contato da barra com a parede é , tal que
Soma dos torques em relação a extemidade esquerda da barra:
Fazendo em :
, mas , logo:
