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Lista de Exercicios - Tipler, Exercícios de Física

Lista de Exercicios - Tipler - Volume 1

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 09/06/2021

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wenio-da-silva-castro 🇧🇷

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO NORTE DO TOCANTINS
Campus de Araguaína
Fundamentos de Física Mecânica
Lista 03 – Leis de Newton
1 – Suas mãos estão úmidas e o porta-toalhas do banheiro está vazio. O que você faz para tirar as gotas
de água de suas mãos? Como o movimento das gotas exemplifica uma das leis de Newton? Qual?
2 Suponha que você esteja dirigindo um carro antigo. Por que você deveria evitar pisar no freio
quando quisesse parar na menor distância possível? Muito carros modernos têm freios ABS que evitam
este problema.
3 – Um corpo de 3 kg sofre uma aceleração dada por a = (2 î + 5 ĵ) m/s². Encontre (a) a força resultante
que age sobre o corpo e (b) o módulo da força resultante.
4 – A velocidade média de uma molécula de nitrogênio no ar é cerca de 6,7 x 102 m/s e sua massa é
4,68 x 10-26 kg. (a) Se leva 3 x 10-13 s para uma molécula de nitrogênio bater numa parede e ricochetear
com a mesma velocidade, mas movendo-se na direção oposta, qual é a aceleração média da molécula
durante este intervalo de tempo? (b) Que força média a molécula exerce na parede?
5 – A força gravitacional exercida em uma bola de beisebol é 2,21 N para baixo. Um arremessador joga
a bola horizontalmente com velocidade 18 m/s, acelerando-a uniformemente ao longo de uma linha reta
horizontal por um intervalo de tempo de 170 ms (170 x 10-3 s). A bola parte do repouso. (a) Por qual
distância ela se move antes de ser liberada? (b) Qual é o módulo e a direção da força que o
arremessador exerce sobre a bola?
6 – A força exercida pelo vento sobre as velas de um veleiro é 390 N ao norte. A água exerce uma força
de 180 N ao leste. Se o veleiro (incluindo sua tripulação) tem uma massa de 270 kg, qual é o módulo e
a direção de sua aceleração?
7 – Uma força F aplicada a um corpo de massa m1 produz uma aceleração de 3 m/s². A mesma força
aplicada a um segundo corpo de massa m2 produz uma aceleração de 1 m/s². (a) Qual é o valor da
relação m1/m2? (b) Se m1 e m2 são combinados em um corpo, encontre sua aceleração sob a ação da
força F.
8 – Um saco de cimento pesando 325 N está pendurado em equilíbrio por três cabos, como sugerido na
Figura. Dois dos cabos formam ângulos θ1 = 60º e θ2 = 40º com a horizontal. Supondo que o sistema
esteja em equilíbrio, encontre as tensões T1, T2 e T3 nos cabos.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO NORTE DO TOCANTINS

Campus de Araguaína Fundamentos de Física Mecânica Lista 03 – Leis de Newton 1 – Suas mãos estão úmidas e o porta-toalhas do banheiro está vazio. O que você faz para tirar as gotas de água de suas mãos? Como o movimento das gotas exemplifica uma das leis de Newton? Qual? 2 – Suponha que você esteja dirigindo um carro antigo. Por que você deveria evitar pisar no freio quando quisesse parar na menor distância possível? Muito carros modernos têm freios ABS que evitam este problema. 3 – Um corpo de 3 kg sofre uma aceleração dada por a = (2 î + 5 ĵ) m/s². Encontre (a) a força resultante que age sobre o corpo e (b) o módulo da força resultante. 4 – A velocidade média de uma molécula de nitrogênio no ar é cerca de 6,7 x 10^2 m/s e sua massa é 4,68 x 10-26^ kg. (a) Se leva 3 x 10-13^ s para uma molécula de nitrogênio bater numa parede e ricochetear com a mesma velocidade, mas movendo-se na direção oposta, qual é a aceleração média da molécula durante este intervalo de tempo? (b) Que força média a molécula exerce na parede? 5 – A força gravitacional exercida em uma bola de beisebol é 2,21 N para baixo. Um arremessador joga a bola horizontalmente com velocidade 18 m/s, acelerando-a uniformemente ao longo de uma linha reta horizontal por um intervalo de tempo de 170 ms (170 x 10-3^ s). A bola parte do repouso. (a) Por qual distância ela se move antes de ser liberada? (b) Qual é o módulo e a direção da força que o arremessador exerce sobre a bola? 6 – A força exercida pelo vento sobre as velas de um veleiro é 390 N ao norte. A água exerce uma força de 180 N ao leste. Se o veleiro (incluindo sua tripulação) tem uma massa de 270 kg, qual é o módulo e a direção de sua aceleração? 7 – Uma força F aplicada a um corpo de massa m 1 produz uma aceleração de 3 m/s². A mesma força aplicada a um segundo corpo de massa m 2 produz uma aceleração de 1 m/s². (a) Qual é o valor da relação m 1 /m 2? (b) Se m 1 e m 2 são combinados em um corpo, encontre sua aceleração sob a ação da força F. 8 – Um saco de cimento pesando 325 N está pendurado em equilíbrio por três cabos, como sugerido na Figura. Dois dos cabos formam ângulos θ 1 = 60º e θ 2 = 40º com a horizontal. Supondo que o sistema esteja em equilíbrio, encontre as tensões T1, T 2 e T 3 nos cabos.

9 – Um acrobata de 60 kg se equilibra no centro de uma corda bamba de 20 m de comprimento. O centro desceu de 30 cm em relação às extremidades, presas em suportes fixos. Qual é a tensão em cada metade da corda? 10 – Uma criança desliza, para mergulhar dentro de uma piscina, do alto de uma escorregadeira de 3 m de comprimento e 30º de inclinação com respeito à horizontal. A extremidade inferior da escorregadeira está 3 m acima da água. A que distância horizontal dessa extremidade a criança mergulha na água? 11 – A Figura abaixo mostra a velocidade do corpo de uma pessoa enquanto ela faz flexão de braços na barra fixa. Suponha que o movimento seja vertical e a massa do corpo da pessoa seja 64 kg. Determine a força exercida pela barra fixa no corpo dela em (a) t = 0, (b) t = 0,5 s, (c) t = 1,1 s e (d) t = 1,6 s. 12 – Para determinar os coeficientes de atrito entre uma borracha e diversas superfícies, um estudante utiliza uma borracha e uma inclinação. Em um experimento, a borracha começa a deslizar para baixo na inclinação quando o ângulo de inclinação é de 36º e então se move para baixo na inclinação com velocidade constante quando o ângulo é reduzido para 30º. A partir desses dados, determine os coeficientes de atrito estático ou cinético para este experimento. 13 Para atender a uma exigência do serviço postal dos EUA, os calçados dos funcionários devem ter um coeficiente de atrito estático de 0,5 ou mais em uma superfície de ladrilho. Um sapato atlético típico tem um coeficiente de atrito estático de 0,8. Em uma emergência, qual é o intervalo de tempo mínimo no qual uma pessoa, partindo do repouso, pode se mover 3 m sobre uma superfície de ladrilho se estiver usando (a) um calçado que satisfaz ás exigências mínimas do serviço postal e (b) um calçado atlético típico? 14 – Dois blocos de massa m 1 = 1kg, m 2 = 2kg sobre uma superfície horizontal, estão conectados por uma corda, e estão sendo puxados por outro bloco de massa m 3 = 3 kg que está pendurado. Desconsiderando o atrito, a massa das cordas e da polia. (a) Desenhe um diagrama de corpo livre para todas as massas, apresentando as suas forças. (b) Encontre a aceleração com a qual o sistema está sem movendo. (c) Encontre as tensões T 1 e T2.