Universidade Federal da Bahia – Instituto de Física Departamento

Universidade Federal da Bahia – Instituto de Física
Departamento de Física de Terra e do Meio Ambiente
Física Geral e Experimental IE – FIS121
Lista de exercícios em aula – Aplicações Adicionais: leis de Newton
Vídeos: Atrito
Inglês:
https://www.khanacademy.org/science/physics/forces-newtons-laws/inclined-planes-friction/v/staticand-kinetic-friction-example
Português:
http://www.fundacaolemann.org.br/khanportugues/ciencias/fisica/forcas_e_leis_do_movimento_de_n
ewton/exemplo_de_atrito_estatico_e_dinamico
Exercício 1: Em um jogo de hóquei, o jogador dá uma tacada no disco que se encontra inicialmente
em repouso sobre o chão, e que tem massa de 0,4 kg. O disco parte horizontalmente com
velocidade de 8,5 m/s e desliza por uma distância de 8 m antes de parar. Encontre o coeficiente de
atrito cinemático entre o disco e o chão.
Exercício 2: Duas crianças estão sentadas em um trenó sobre a neve e pedem para serem
puxadas. Você concorda e começa a puxar a corda do trenó, que forma um ângulo de 40° com a
horizontal. As crianças têm uma massa total de 45 kg e o trenó tem uma massa de 5 kg. Os
coeficientes de atrito estático e cinemático são µe = 0,2 e µc = 0,15 e o trenó está inicialmente em
repouso. Encontre as magnitudes da força de atrito exercida pela neve sobre o trenó e a aceleração
do conjunto trenó mais crianças se a tensão na corda for (a) 100 N e (b) 140 N.
Exercício 3: Na figura ao lado, o bloco de massa m2 está ajustado
para que o bloco de massa m1 esteja na iminência de escorregar.
(a) Se m1 = 7 kg e m2 = 5 kg, qual é o coeficiente de atrito estático
entre a mesa e o bloco? (b) Com um pequeno toque, os blocos
começam a se mover com uma aceleração de magnitude a.
Encontre a magnitude da aceleração sabendo que o coeficiente de
atrito cinemático entre a mesa e o bloco é de µc = 0,54.
Exercício 4: Um carrinho de bebe está deslizando, sem atrito, sobre um lago, indo de encontro a um
buraco no gelo. Você corre atrás do carrinho em seus patins. Quando consegue agarrá-lo, você e o
carrinho estão se deslocando para o buraco com velocidade v0. O coeficiente de atrito cinemático
entre seus patins e o gelo é, quando você gira as laminas para frear, µc. No instante em que você
alcança o carrinho, a distância para o buraco é D. A massa do carrinho é mc e a sua massa é mp. (a)
Qual é o menor valor de D para o qual você consegue parar o carrinho? (b) Qual a força que você
exerce sobre o carrinho para freá-lo?
Exercício 5: Você está girando um balde que contém uma quantidade de água de massa m, em um
círculo vertical de raio R. Se a velocidade no topo do círculo é vtopo encontre (a) a força FBA exercida
pelo balde sobre a água no topo do círculo e (b) o valor mínimo de vtopo para que a água permaneça
dentro do balde. (c) Qual é a força exercida pelo balde sobre a água na base do círculo, onde a
velocidade do balde é vbase?
Vídeos: Força e aceleração centrípeta
Inglês:
https://www.khanacademy.org/science/physics/two-dimensional-motion/centripetal-accelerationtutoria/v/centripetal-force-and-acceleration-intuition
Português:
http://www.fundacaolemann.org.br/khanportugues/ciencias/fisica/movimento_bidimensional/percepca
o_da_forca_e_aceleracao_centripeta
Exercício 6: Uma esfera de massa m está suspensa por uma corda
e descreve com velocidade constante um circulo horizontal de raio
R, como mostra a figura. A corda forma um ângulo θ com a vertical.
Encontre (a) a tensão na corda, (b) a velocidade da esfera e (c) a
aceleração e sua orientação.
Exercício 7: Uma curva de 30 m de raio é inclinada de um ângulo θ. Isto é, a normal da superfície
da estrada forma um ângulo θ com a vertical. Encontre θ para que o carro percorra a curva a 40
km/h, mesmo se a estrada estiver coberta de gelo, o que a torna praticamente sem atrito.
Exercício 8: Você está testando um novo modelo de pneus de corrida, para verificar se, o
coeficiente de atrito estático entre o pavimento e os pneus é 0,9. Um carro de corrida foi capaz de
percorrer com velocidade constante um círculo de 45,7 m de raio em 15,2 s, sem derrapar.
Desprezando o arraste do ar e o atrito de rolamento, e supondo que a superfície da pista é plana e
horizontal e o carro a percorreu na máxima velocidade possível, determine: (a) a velocidade, (b) a
aceleração e (c) o menor valor do coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista.
0,4 m
0,6 m
0,2 m
Exercício 9: Encontre o centro de massa de uma folha de madeira compensada como mostra a
figura:
0,2 m
0,8 m
Exercício 10: Pedro (mp = 80 kg) e Davi (md = 60 kg) estão em um barco a remo (mb = 60 kg), em
um lago calmo. Davi está na proa, remando e Pedro está na popa, a 2 m de Davi. Davi se cansa e
Pedro se oferece para remar, e quando o barco atinge o repouso, eles trocam de lugar. De quanto o
barco se move, quando eles trocam de lugar? (despreze qualquer força horizontal exercida pela
água).
Exercício 11: Uma cunha de massa m2 está sobre uma balança, como
mostra a figura ao lado. Um pequeno bloco de massa m1 escorrega sem
atrito pelo plano inclinado da cunha. Encontre a leitura da balança
enquanto o bloco escorrega. A cunha não desliza sobre a balança.