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EXERCÍCIOS DE DINÂMICA. 1) É frequente observarmos, em espetáculos ao ar livre, pessoas sentarem nos ombros de outras para tentar ver melhor o palco.

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1 EXERCÍCIOS DE DINÂMICA

2 1) É frequente observarmos, em espetáculos ao ar livre, pessoas sentarem nos ombros de outras para tentar ver melhor o palco. Suponha que Maria esteja sentada nos ombros de João que, por sua vez, está em pé sobre um banquinho colocado no chão. Com relação à terceira lei de Newton, a reação ao peso de Maria está localizada no: A) chão B) banquinho C) centro da Terra D) ombro de João E) no palco C

3 2) Levantar-se pelo cadarço do tênis puxando-o para cima é uma impossibilidade real. A explicação desse fato deve- se a uma lei de Newton, identificada como: A) primeira lei B) segunda lei C) terceira lei D) lei da gravitação E) lei da inércia C

4 3) Para que um motorista possa manter um carro com da velocidade constante em uma pista horizontal, é preciso que forneça continuamente combustível ao motor por meio do acelerador. Se retirar o pé do acelerador, a velocidade do carro diminui até parar. Parece-nos evidente que a existência de um movimento está intimamente ligada à existência de uma força; porém, trabalhos de muitos cientistas – principalmente Galileu Galilei, com seus experimentos sobre corpos em movimento em planos inclinados, e Isaac Newton, com a publicação dos Princípios Matemáticos da filosofia natural – estabelecem que: I. sob condição de força resultante nula, um corpo tende a permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme; II. sob condição de resultante de força não nula, um corpo acelera. Em relação ao exposto, podemos concluir que teoria e prática: A) são incoerentes, pois, para existir movimento, é preciso a existência de uma força resultante não nula. B) são coerentes, pois a força resultante deve estar associada à variação de velocidade, e não à velocidade. C) são incoerentes, pois nos corpos em repouso a força resultante é nula e, nos corpos em movimento, a força resultante é não nula. D) são coerentes em determinados experimentos de laboratório, mas não no cotidiano. E) as condições I e II não são válidas para os movimentos curvilíneos, nos quais a força resultante é não nula e não necessariamente existe aceleração. B

5 4) 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 sentido do movimento da caixa. Entre as representações abaixo, a que melhor indica as forças que atuam sobre a caixa é: D

6 5) Na figura, a corda ideal suporta um homem pendurado num ponto equidistante dos dois apoios (A 1 e A 2 ), a uma certa altura do solo, formando um ângulo θ de 120°. A razão T/P entre as intensidades da tensão na corda (T) e do peso do homem (P) corresponde a: A) 1/4 B) 1/2 C) 1 D) 2 E) 4 C

7 As questões 6 e 7 se referem ao enunciado abaixo: Em uma experiência de colisão frontal de um certo automóvel à velocidade de 36 km/h (10 m/s) contra uma parede de concreto, percebeu-se que o carro para completamente após amassar 50 cm de sua parte frontal. No banco da frente havia um boneco de 50 kg, sem cinto de segurança. Suponha que a desaceleração do carro seja constante durante a colisão. 6) A desaceleração do automóvel, em m/s 2, é igual a A) 20 B) 40 C) 60 D) 80 E) 100 7) AS forças o braço do boneco devem suportar para que ele não saia do banco, em N, valem A) B) C) D) E) E E

8 8) O dispositivo a seguir é um acelerômetro (medidor de aceleração) usado para medir a aceleração horizontal de carros e aeroplanos. A bola pode se mover livremente, sem atrito, sobre um trilho com o formato parabólico descrito pela relação y = x 2 com y e x em metros. Para o veículo com aceleração constante de módulo a, a esfera ocupa a posição indicada na figura e a força que o trilho exerce na esfera forma com a vertical um ângulo θ tal que tg θ = 2. Sendo g o módulo da aceleração da gravidade, o valor de a é dado, em função de x, pela relação: A) a = x g B) a = x 2 g C) a = 4 x g D) a = x g/2 E) a = 2x g E

9 9) Uma caixa está sendo puxada por um trabalhador, conforme mostra a figura abaixo Para diminuir a força de atrito entre a caixa e o chão, aplica-se, no ponto X, uma força f. O segmento orientado que pode representar esta força está indicado na seguinte alternativa: a) b) c) d) e) C

10 10)Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo pressionando perpendicularmente uma parede com uma foca de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração a seguir A melhor representação gráfica para as distintas forças externas que atuam sobre a pessoa está indicada em: A) B) C) D) E) E

11 11) O gráfico velocidade contra tempo, mostrado adiante, representa o movimento retilíneo de um carro de massa m = 600 kg numa estrada molhada. No instante t = 6 s o motorista vê um engarrafamento à sua frente e pisa no freio. O carro, então, com as rodas travadas, desliza na pista até parar completamente. Despreze a resistência do ar, O coeficiente de atrito entre os pneus do carro e a pista é igual a A) 0,1 B) 0,2 C) 0,3 D) 0,4 E) 0,5 E

12 12) A figura mostra um helicóptero que se move verticalmente em relação à Terra, transportando uma carga de 100 kg por meio de um cabo de aço. O cabo pode ser considerado inextensível e de massa desprezível quando comparada à da carga. Considere g = 10 m/s 2. Suponha que, num determinado instante, a tensão no cabo de aço seja igual a 1200 N. É correto afirmar que A) a carga sofre uma aceleração para cima de 2 m/s 2 e o helicóptero está necessariamente subindo aceleradamente. B) a carga sofre uma aceleração para baixo de 2 m/s 2 e o helicóptero está necessariamente subindo aceleradamente. C) a carga sofre uma aceleração para cima de 2 m/s 2 e o helicóptero está necessariamente descendo retardadamente. D) a carga sofre uma aceleração para baixo de 2 m/s 2 e o helicóptero está necessariamente descendo retardadamente. E) a carga sofre uma aceleração para cima de 2 m/s 2 e o helicóptero pode estar subindo aceleradamente ou descendo retardadamente. E

13 13) Uma pequena corrente, formada por três elos de 50 g cada, é puxada para cima com movimento acelerado de 2,0m/s 2. A força F, com que o primeiro elo é puxado para cima, e a força de interação entre o segundo elo e o terceiro elo têm intensidades respectivas, em newtons, iguais a a) 1,8 e 0,60 b) 1,8 e 1,2 c) 1,8 e 1,8 d) 1,2 e 1,2 e) 0,60 e 0,60 A

14 14) Um sistema é constituído por um barco de 100 kg, uma pessoa de 58 kg e um pacote de 2,0 kg que ela carrega consigo. O barco é puxado por uma corda de modo que a força resultante sobre o sistema seja constante, horizontal e de módulo 240 newtons. Supondo que não haja movimento relativo entre as partes do sistema, o módulo da força horizontal que a pessoa exerce sobre o pacote, em newtons, vale A) 1,0 B) 2,0 C) 3,0 D) 4,0 E) 5,0 C

15 15) Dois carrinhos de supermercado podem ser acoplados um ao outro por meio de uma pequena corrente, de modo que uma única pessoa, ao invés de empurrar dois carrinhos separadamente, possa puxar o conjunto pelo interior do supermercado. Um cliente aplica uma força horizontal de intensidade F, sobre o carrinho da frente, dando ao conjunto uma aceleração de intensidade 0,5 m/s 2. Sendo o piso plano e as forças de atrito desprezíveis, o módulo da força F e o da força de tração na corrente são, em N, respectivamente: a) 70 e 20. b) 70 e 40. c) 70 e 50. d) 60 e 20. e) 60 e 50. C

16 16) O empregado de uma transportadora precisa descarregar de dentro do seu caminhão um balcão de 200 kg. Para facilitar a tarefa do empregado, esse tipo de caminhão é dotado de uma rampa, pela qual podem-se deslizar os objetos de dentro do caminhão até o solo sem muito esforço. Considere que o balcão está completamente sobre a rampa e deslizando para baixo. O empregado aplica nele uma força paralela à superfície da rampa, segurando-o, de modo que o balcão desça até o solo com velocidade constante. Desprezando a força de atrito entre o balcão e a rampa, e supondo que esta forme um ângulo de 30° com o solo, o módulo da força paralela ao plano inclinado exercida pelo empregado é: a)2000 N b) 1000 N c) 2000 N d) 1000 N e) 200 N D

17 17) Em uma estrada, um automóvel de 800 kg com velocidade constante de 72km/h se aproxima de um fundo de vale, conforme esquema a seguir. Dado: g= 10 m/s 2 Sabendo que o raio de curvatura nesse fundo de vale é 20m, a força de reação da estrada sobre o carro é, em newtons, aproximadamente, a) 2, b) 2, c) 1, d) 8, e) 1, B

18 18) Um avião de brinquedo é posto para girar num plano horizontal preso a um fio de comprimento 4,0m. Sabe-se que o fio suporta uma força de tração horizontal máxima de valor 20N. Sabendo-se que a massa do avião é 0,8 kg, a máxima velocidade que pode ter o avião, sem que ocorra o rompimento do fio, é a) 10 m/s b) 8 m/s c) 5 m/s d) 12 m/s e) 16 m/s A

19 19) Um carro consegue fazer uma curva plana e horizontal, de raio 100m, com velocidade constante de 20m/s. Sendo g = 10m/s 2, o mínimo coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista deve ser: a) 0,20 b) 0,25 c) 0,30 d) 0,35 e) 0,40 E

20 Questões 20 e 21 Algo muito comum nos filmes de ficção científica é o fato dos personagens não flutuarem no interior das naves espaciais. Mesmo estando no espaço sideral, na ausência de campos gravitacionais externos, eles se movem como se existisse uma força que os prendesse ao chão das espaçonaves. Um filme que se preocupa com esta questão é "2001, uma Odisséia no Espaço", de Stanley Kubrick. Nesse filme a gravidade é simulada pela rotação da estação espacial, que cria um peso efetivo agindo sobre o astronauta. A estação espacial, em forma de cilindro oco, mostrada a seguir, gira com velocidade angular constante de 0,2 rad/s em torno de um eixo horizontal E perpendicular à página. O raio R da espaçonave é 40m. A massa do astronauta é igual a 80 kg. 20) A velocidade tangencial do astronauta vale, em m/s A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 10 D

21 21) A força de reação que o chão da espaçonave aplica no astronauta, em N, vale: A) 128 B) 232 C) 376 D) 438 E) 546 A


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