Caderno de exercícios Nome. 1) O trabalho realizado por uma força é uma grandeza escalar ou vetorial? Justifique a sua resposta. Analise a equação acima.

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1 Caderno de exercícios Nome

2 1) O trabalho realizado por uma força é uma grandeza escalar ou vetorial? Justifique a sua resposta. Analise a equação acima e responda as questões abaixo: EXERCÍCIOS 1) Na foto acima, Carla empurra uma cadeira de massa igual a 4kg, com uma força de 30 N, formando um ângulo de 40º, para baixo da horizontal. Suponha que o deslocamento da cadeira seja de 3m e que o coeficiente m de atrito cinético c = 0,2, entre a cadeira e o piso, determine: 2) Qual(ais) a(s) condição(ões) necessária(s) para que haja realização de trabalho por uma força? a) o trabalho realizado pela força exercida por Carla sobre a cadeira; b) o trabalho realizado pela força de atrito sobre a cadeira; c) o trabalho realizado pela força resultante sobre a cadeira. Clique para ver as respostas σ =

3 Somente o trabalho realizado pela força resultante é igual à variação da energia cinética. Reflita sobre as seguintes questões e digite suas respostas nos quadros abaixo: Qual a grandeza responsável pela variação da velocidade do ponto material? Então, o trabalho realizado por qual força é responsável pela variação da energia cinética do ponto material? Qual a força que comunica a aceleração do ponto material?

4 2) O gráfico abaixo mostra como varia a velocidade em função do tempo para um corpo de massa igual a 2kg, que se desloca sobre uma superfície horizontal. Determine o trabalho realizado pela força resultante nos primeiros 15s representados no gráfico.

5 www.saladefisica.cjb.net 3) Em qual (ou quais) situações o rapaz está executando um trabalho? Justifique. Situação 1 Situação 2 Situação 3 Responda na caixa abaixo

6 4) Uma força resultante age sobre um ponto material e varia com a posição (x), conforme o gráfico abaixo. Sabendo que o ponto material parte do repouso, e que ele tem massa igual a 1kg, determine: a)o trabalho realizado pela força resultante sobre o ponto material quando ela se desloca de x = 0 até x = 60 cm; b) a velocidade do ponto material quando ele passa pela posição x=40 cm. Clique para ver as respostas v = σ =

7 5) O bloco (m = 2 kg) da figura é empurrado para cima do plano inclinado, por meio da força F = 40N, paralela ao plano inclinado. Existe atrito entre o bloco e o plano (μ = 0,2). Determine: a)O módulo da aceleração do bloco; b) O trabalho realizado por cada uma das forças aplicadas ao bloco para um deslocamento de 10 m sobre o plano inclinado. a = σ N = σ P = σ F = σ Fa = m/s 2 Clique para ver as respostas

8 6) Um cliente em um supermercado empurra um carrinho de compras com uma força de 35 N direcionada em um ângulo de 25° abaixo da horizontal. a) Encontre o trabalho realizado pelo cliente sobre o carrinho, quando ele movimenta o carrinho ao longo de 50 m, em uma ala; b) Supondo que o carrinho movimenta- se com velocidade constante e que existe atrito, o cliente deixa de realizar trabalho? Justifique. σ = Clique para ver as respostas

9 7) Um fabricante, utiliza um motor e um cabo horizontal, para arrastar uma máquina de 300kg sobre um piso horizontal, com atrito, até o local de conserto. Sabendo que a máquina se movimenta com velocidade constante de 0,5 m/s e que o coeficiente de atrito entre a máquina e o piso vale 0,6, determine a potência que o motor deve ter para executar esta tarefa. Qual a equação que determina a potência do motor? Para resolver este problema, qual é o primeiro passo? Qual é o valor da força exercida pelo cabo sobre a máquina? P = Clique para ver as respostas

10 8) Sobre um corpo de massa 10 kg que estava inicialmente em repouso, atua uma força e a sua velocidade passa para 28 m/s em 4 segundos. Determine: a) a aceleração do corpo: c) o trabalho realizado pela força para deslocar o corpo de 6 m. b) o valor da força: Clique para ver as respostas

11 9) O bloco da figura abaixo tem massa igual a 3kg e movimenta-se sobre o trilho, sem atrito. Ele passa pelo ponto A com velocidade de 4m/s. Questões para refletir: c) Se o bloco tem uma velocidade de 2m/s quando passa pelo ponto B, qual é a força exercida pelo trilho sobre o bloco neste ponto? b) O bloco exerce uma força sobre o trilho no ponto B? Justifique a sua resposta. a) Faça os diagramas de forças do bloco nos pontos A e B e diga se os diagramas são iguais. Justifique a sua resposta.

12 g) A força peso realiza trabalho sobre o bloco quando ele se desloca no trajeto AB? Justifique a sua resposta e em caso afirmativo determine o valor deste trabalho. f) A força que o trilho exerce sobre o bloco no trajeto AB realiza trabalho? Justifique a sua resposta. d) Qual a força resultante que age sobre o bloco no ponto B? e) Qual é a velocidade (mínima) do bloco no ponto C, para que ele não perca contato com o trilho? Continuação do exercício 9).

13 10) O bloco de massa M=2 kg desliza, na superfície mostrada na figura. O bloco passa pela posição A com velocidade de 2 m/s e por B com velocidade de 5 m/s. Existe atrito somente no trecho AB. Determine: a)o trabalho realizado pelo atrito no trecho AB, usando princípios de conservação de energia. b) a compressão máxima produzida na mola, supondo que a constante elástica vale 50N/m. 11) O bloco da figura tem massa igual a 2 kg, parte do repouso da posição A e passa pela posição B com velocidade de 3 m/s. Sabendo que só existe atrito entre A e B, determine: a)o trabalho realizado pela força de atrito entre A e B; b) o valor de R, para que o bloco exerça uma força de 12 N contra o trilho, no ponto C. h=2 m A B C R

14 12) Para cada afirmativa abaixo, diga se ela está correta ou incorreta e justifique a sua resposta. a)Uma pedra amarrada a um barbante forma um pêndulo simples. Enquanto ela oscila a força que o fio exerce sobre a pedra não realiza trabalho. b) Uma mola encontra-se em seu estado normal (não comprimida, nem distendida). Tanto para comprimi-la como para distendê- la, teria de ser realizado um trabalho positivo sobre ela. RESPOSTAS

15 QUESTÃO 1 a) o trabalho realizado pela força exercida por Carla, sobre a cadeira é: σ = 68,94 J b) o trabalho realizado pela força de atrito, sobre a cadeira é: σ = - 35,58 J c) o trabalho realizado pela força resultante sobre a cadeira é: σ = 33,36 J Minhas anotações

16 QUESTÃO 4 Minhas anotações a)o trabalho realizado pela força sobre a partícula quando ela se desloca de x = 0 até x = 60 cm é σ = 1,75 J. b) a velocidade do ponto material quando ele passa pela posição x=40 cm é: v = 1,58 m/s

17 QUESTÃO 5 a) O módulo da aceleração do bloco; é: a = 12,04 m/s 2 b) o trabalho realizado por cada uma das forças aplicadas ao bloco para o percurso de 10 m. é: Minhas anotações σ Fa = - 30,64 Jσ N = 0 J σ P = -128,56 Jσ F = 400 J

18 QUESTÃO 6 Minhas anotações O trabalho realizado pelo cliente sobre o carrinho, quando ele movimenta o carrinho ao longo de 50 m, em uma ala é: σ = 1586,04 J

19 QUESTÃO 7 Para executar esta tarefa o motor deve ter uma potência de P = 900 W Minhas anotações 1º passo é fazer o diagrama de forças da máquina. Em seguida estabelecemos as equações para encontrar a força exercida pelo cabo sobre a caixa. A equação da potência instantânea é: p = F. v.

20 QUESTÃO 8 a) a aceleração do corpo é: a = 7 m/s 2 b) o valor da força é: F = 70 N c) o trabalho realizado pela força para deslocar o corpo de 6 m é: σ = 420 J Minhas anotações

21 a) Os diagramas não são iguais. b) O bloco B exerce uma força sobre o trilho devido ao contato dele com o trilho (pela 3ª lei de Newton, o trilho exerce a força de reação sobre o bloco). Veja o diagrama no item a). 9) c) A força exercida sobre pelo trilho sobre o bloco, em módulo, é igual a 17,14N. d) A força resultante que age sobre o bloco no ponto B, tem módulo igual a 34,55N. e) Não.