Fis01200 a2 l2, Exercícios de Fundamentos de Físicao. Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo (FATEC)
GustavoVilella
GustavoVilella10 de abril de 2015

Fis01200 a2 l2, Exercícios de Fundamentos de Físicao. Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo (FATEC)

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Lista De Exercicios De Fisica
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

Universidade Federal do Rio Grande do Sul Área 2 - Lista 2 Instituto de Física - Departamento de Física FIS01200

1. A massa de um veículo vale duas toneladas e a distância entre os eixos é igual a 3,50 m. O centro de massa do automóvel está situado a 1,20 m atrás do eixo dianteiro. Suponha que todas as rodas sejam idênticas. Determine a força exercida pelo solo sobre cada uma das rodas (a) dianteiras e (b) traseiras. Despreze a largura do automóvel.

Resp.: (a) 6,44 kN; (b) 3,36 kN.

2. Uma nadadora de 580 N está em pé na extremidade de um trampolim de 4,50 m e de massa desprezível. O trampolim está fixo em dois pedestais separados por uma distância de 1,50 m, como indicado na figura. Calcule a tração (ou compressão) em cada um dos pedestais.

Resp.: Tração de 1160 N no pedestal esquerdo e compressão de 1740 N no pedestal direito.

3. Para quebrar diretamente uma noz é necessário aplicar uma força de 40 N. Determine a força F necessária para quebrar esta noz utilizando um quebra-nozes, conforme é indicado na figura.

Resp.: 8,67 N.

4. Uma régua está apoiada sobre uma parede vertical sem atrito. A outra extremidade está apoiada sobre um piso horizontal. O coeficiente de atrito estático entre a régua e o piso vale 0,5. Calcule o maior ângulo que a régua pode fazer com a parede sem que ocorra o seu escorregamento. Resp.: 45o.

5. Uma porta tem 2,1 m de altura e 0,91 m de largura possui massa igual a 27 kg. Existe uma dobradiça situada a uma distância de 0,30 m do topo da porta e outra dobradiça situada a uma distância de 0,30 m da parte inferior. Suponha que a porta seja homogênea, e que cada uma das dobradiças suporta a metade do seu peso. Determine as componentes horizontal e vertical da força que cada dobradiça exerce sobre a porta.

Resp.: Dobradiça Inferior: FIH = 80 N e FIV = 132 N; Dobradiça Superior: FSH = - 80 N e FSV = 130 N.

6. Que força F, aplicada hori- zontalmente no eixo da roda da figura ao lado, é necessária para que a roda suba um degrau de altura h, sendo W o peso da roda e r o seu raio? Resp.: F = W (h(2r - h))1/2 / (r - h).

7. Um homem sobe em uma escada, de comprimento L, que está apoiada sobre uma parede vertical sem atrito. A outra extremidade da escada apoia-se sobre o piso horizontal. A massa do homem é 5 vezes a massa da escada (me). Inicialmente, suponha que o coeficiente de atrito estático entre o piso e a base da escada vale 0,45 e que o ângulo entre a escada e a parede seja 36,87o. (a) Quando o homem está no meio da escada, qual será a força de atrito estático exercida pelo piso horizontal sobre a escada? (b) A que distância máxima o homem pode chegar, sobre a escada, sem que esta escorregue? (c) Agora, suponha um coeficiente de atrito estático qualquer entre o piso horizontal e a escada, e que o homem deve chegar até a extremidade superior da escada, sem que ela escorregue. Obtenha uma expressão para o ângulo limite entre a escada e a parede para que isto seja possível. (d) Calcule o valor deste ângulo limite, considerando µe = 0,45.

Resp.: (a) 2,25 me g; (b) 0,93 L; (c) θLIM = arc tg (12 µe / 11); (b) 26o.

8. Um limpador de janela de 75 kg utiliza uma escada de 10 kg e comprimento igual a 5,0 m. Ele coloca uma das extremidades da escada a 2,5 m da parede e apóia a extremidade superior numa janela rachada. Ao subir 3,0 m pela escada, a janela arrebenta. Desprezando o atrito entre a escada e a janela, e supondo que a base da escada não deslize, ache: (a) a força exercida pela escada sobre a janela imediatamente antes de se quebrar, e (b) o módulo, a direção e o sentido da força exercida sobre a escada pelo solo no instante mencionado.

Resp.: (a) 283 N; (b) 880 N, a 71,2o acima da horizontal.

9. O comprimento da barra mostrada na figura é de 3,0 m, e seu peso vale a 200 N. Considere W = 300 N e θ = 30o. O fio pode suportar uma tensão máxima de 500 N. (a) Calcule a maior distância x para que o fio não arrebente. (b) Supondo que o peso W esteja localizado neste valor máximo de x, quais são as componentes vertical e hori- zontal da força exercida pela barra sobre o pino? Resp.: (a) 1,5 m; (b) FV = 250 N (para baixo) e

FH = 433 N (para a esquerda)

10. Uma barra não uniforme de peso W é suspensa, em repouso, na posição horizontal, por meio de duas cordas leves, conforme é indicado na figura ao lado. O ângulo que uma das cordas forma com a parede vertical é dado por θ = 36,9o; a outra corda faz um ângulo φ = 53,1o com a vertical. O comprimento da barra é L = 6,1 m. Calcule o valor da distância x entre a extremidade esquerda da barra e o seu centro de gravidade. Resp.: 2,2 m.

11. O sistema indicado na figura está em equilíbrio. Na extremidade da escora S, existe um bloco de 225 kg. A massa da escora S é igual a 45 kg. Calcule: (a) a tensão T no cabo, e (b) as componentes vertical e horizontal da força exercida pelo pivô que sustenta a escora na superfície horizontal.

Resp.: (a) 6,63 kN; (b) FV = 5,96 kN e FH = 5,74 kN.

12. Na escada da figura, as duas pernas AC e CE têm 2,4 m, e estão unidas por dobradiças em C. A barra BD tem 0,75 m de comprimento, e une as duas pernas a meia altura do solo. Um homem de 72 kg sobe 1,8 m ao longo da escada. Supondo que não haja atrito entre o pavimento e a escada, e desprezando o peso desta, determinar: (a) a tração na barra, e (b) as forças exercidas na escada pelo pavimento. (Sugestão. Para obter a tração na barra, convém isolar partes da escada e aplicar as condições de equilíbrio.) Resp.: (a) 174,1N; (b) NA = 441,0 N; NE = 264,6 N.

13. Uma viga uniforme de 23,0 kg e 91,0 cm, tem uma das extremidades articulada numa parede. A outra extremidade é suportada por um fio, conforme indicado na figura. (a) Ache a tensão no fio. (b) Determine a força (intensidade, direção e sentido) exercida pela parede sobre a articulação.

Resp.: (a) 195 N; (b) 112 N, formando um ângulo de 300 com a horizontal.

14. Duas barras homogêneas A e B, cujos pesos valem 12 N e 15 N, res- pectivamente, estão presas a uma parede vertical através de pinos, e estão mantidas unidas por uma articulação, como mostrado na figura. Determine as componentes horizontal e vertical das forças exercidas (a) pelo pino sobre a barra A, (b) pela articulação sobre a barra A, (c) pelo pino sobre a barra B, e (d) pela articu-

0,80 m

A

0,60 m B

lação sobre a barra B. Resp.: (a) - 18 N e 6 N; (b) 18 N e 6 N; (c) 18 N e 21 N; (d) -18 N e - 6 N.

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