Caderno deexercícios
Nome
1) O trabalho realizado por uma força é umagrandeza escalar ou vetorial? Justifique a suaresposta.
Analise a equação acima e responda asquestões abaixo:
EXERCÍCIOS
1) Na foto acima, Carla empurra uma cadeira de massaigual a 4kg, com uma força de 30 N, formando umângulo de 40º, para baixo da horizontal. Suponha que odeslocamento da cadeira seja de 3m e que o coeficientem 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 umaforça?
a) o trabalho realizado pela forçaexercida por Carla sobre a cadeira;
b) o trabalho realizado pela forçade atrito sobre a cadeira;
c) o trabalho realizado pela forçaresultante sobre a cadeira.
σ =
σ =
σ =
Somente o trabalhorealizado pela forçaresultante é igual à variaçãoda energia cinética.
Reflita sobre as seguintesquestões e digite suas respostasnos quadros abaixo:
Qual a grandeza responsável pelavariação da velocidade do pontomaterial?
Então, o trabalho realizado por qualforça é responsável pela variação daenergia cinética do ponto material?
Qual a força que comunica aaceleração do ponto material?
2) O gráfico abaixo mostra como varia avelocidade em função do tempo paraum corpo de massa igual a 2kg, que sedesloca sobre uma superfície horizontal.Determine o trabalho realizado pelaforça resultante nos primeiros 15srepresentados no gráfico.
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3) Em qual (ou quais) situações o rapaz estáexecutando um trabalho? Justifique.
Situação 1
Situação 1
Situação 2
Situação 2
Situação 3
Situação 3
Responda na caixa abaixo
4) Uma força resultante age sobre um pontomaterial e varia com a posição (x),conforme o gráfico abaixo.
Sabendo que o ponto material parte dorepouso, e que ele tem massa igual a 1kg,determine:
a)o trabalho realizado pela forçaresultante sobre o ponto materialquando ela se desloca de x = 0até x = 60 cm;
b) a velocidade do pontomaterial quando ele passa pelaposição x=40 cm.
v =
σ =
5) O bloco (m = 2 kg) da figura éempurrado para cima do planoinclinado, por meio da força F = 40N,paralela ao plano inclinado. Existe atritoentre o bloco e o plano (μ = 0,2).Determine:
a)O módulo da aceleração dobloco;
b) O trabalho realizado por cadauma das forças aplicadas ao blocopara um deslocamento de 10 msobre o plano inclinado.
a =
σN =
σP =
σF =
σFa =
m/s2
6) Um cliente em um supermercadoempurra um carrinho de compras comuma força de 35 N direcionada em umângulo de 25° abaixo da horizontal.
a) Encontre o trabalho realizado pelocliente sobre o carrinho, quando elemovimenta o carrinho ao longo de 50 m,em uma ala;
b) Supondo que o carrinho movimenta-se com velocidade constante e queexiste atrito, o cliente deixa de realizartrabalho? Justifique.
σ =
7) Um fabricante, utiliza um motor e umcabo horizontal, para arrastar umamáquina de 300kg sobre um pisohorizontal, com atrito, até o local deconserto.
Sabendo que a máquina se movimentacom velocidade constante de 0,5 m/s eque o coeficiente de atrito entre amáquina e o piso vale 0,6, determine apotência que o motor deve ter paraexecutar esta tarefa.
Qual a equação que determina apotência do motor?
Para resolver este problema , qual é oprimeiro passo?
Qual é o valor da força exercida pelocabo sobre a máquina?
P =
8) Sobre um corpo de massa 10 kg queestava inicialmente em repouso, atuauma força e a sua velocidade passapara 28 m/s em 4 segundos. Determine:
a) a aceleração do corpo:
c) o trabalho realizado pela força paradeslocar o corpo de 6 m.
b) o valor da força:
9) O bloco da figura abaixo tem massaigual a 3kg e movimenta-se sobre otrilho, sem atrito. Ele passa pelo pontoA com velocidade de 4m/s.
Questões para refletir:
c) Se o bloco tem uma velocidade de2m/s quando passa pelo ponto B, qualé a força exercida pelo trilho sobre obloco neste ponto?
b) O bloco exerce uma força sobre otrilho no ponto B? Justifique a suaresposta.
a) Faça os diagramas de forças dobloco nos pontos A e B e diga se osdiagramas são iguais. Justifique a suaresposta.
g) A força peso realiza trabalhosobre o bloco quando ele se deslocano trajeto AB? Justifique a suaresposta e em caso afirmativodetermine o valor deste trabalho.
f) A força que o trilho exerce sobre obloco no trajeto AB realiza trabalho?Justifique a sua resposta.
d) Qual a força resultante que agesobre o bloco no ponto B?
e) Qual é a velocidade (mínima) dobloco no ponto C, para que ele nãoperca contato com o trilho?
Continuação do exercício 9).
10) O bloco de massa M=2 kgdesliza, na superfície mostrada nafigura. O bloco passa pela posiçãoA com velocidade de 2 m/s e porB com velocidade de 5 m/s. Existeatrito somente no trecho AB.Determine:
a)o trabalho realizado pelo atrito notrecho AB, usando princípios deconservação de energia.
b) a compressão máxima produzidana mola, supondo que a constanteelástica vale 50N/m.
11) O bloco da figura tem massa iguala 2 kg, parte do repouso daposição A e passa pela posição Bcom velocidade de 3 m/s. Sabendoque só existe atrito entre A e B,determine:
a)o trabalho realizado pela força deatrito entre A e B;
b) o valor de R, para que o blocoexerça uma força de 12 N contra otrilho, no ponto C.
h=2m
A
B
C
R
12) Para cada afirmativa abaixo,diga se ela está correta ouincorreta e justifique a suaresposta.
a)Uma pedra amarrada a umbarbante forma um pêndulosimples. Enquanto ela oscila aforça que o fio exerce sobre apedra não realiza trabalho.
b) Uma mola encontra-se em seuestado normal (não comprimida,nem distendida). Tanto paracomprimi-la como para distendê-la, teria de ser realizado umtrabalho positivo sobre ela.
RESPOSTAS
QUESTÃO 1
QUESTÃO 1
a) o trabalho realizado pela forçaexercida por Carla, sobre a cadeira é:
σ = 68,94 J
b) o trabalho realizado pela força deatrito, sobre a cadeira é:
σ = - 35,58 J
c) o trabalho realizado pela forçaresultante sobre a cadeira é:
σ = 33,36 J
Minhasanotações
Minhasanotações
QUESTÃO 4
QUESTÃO 4
Minhasanotações
Minhasanotações
a)o trabalho realizado pela força sobre apartícula quando ela se desloca de x = 0 até x= 60 cm é
σ = 1,75 J.
b) a velocidade do ponto material quando elepassa pela posição x=40 cm é:
v = 1,58 m/s
QUESTÃO 5
QUESTÃO 5
a) O módulo da aceleração do bloco;
é:
a = 12,04 m/s2
b) o trabalho realizado por cada uma dasforças aplicadas ao bloco para o percursode 10 m. é:
Minhasanotações
Minhasanotações
σFa = - 30,64 J
σN = 0 J
σP = -128,56 J
σF = 400 J
QUESTÃO 6
QUESTÃO 6
Minhasanotações
Minhasanotações
O trabalho realizado pelo cliente sobre ocarrinho, quando ele movimenta ocarrinho ao longo de 50 m, em uma alaé:
σ = 1586,04 J
QUESTÃO 7
QUESTÃO 7
Para executar esta tarefa o motor deveter uma potência de
P = 900 W
Minhasanotações
Minhasanotações
1º passo é fazer o diagrama de forçasda máquina.
Em seguida estabelecemos asequações para encontrar a forçaexercida pelo cabo sobre a caixa.
A equação da potência instantânea é: p= F.v.
QUESTÃO 8
QUESTÃO 8
a) a aceleração do corpo é:
a = 7 m/s2
b) o valor da força é:
F = 70 N
c) o trabalho realizado pela força paradeslocar o corpo de 6 m é:
σ = 420 J
Minhasanotações
Minhasanotações
a)
Os diagramas não são iguais.
b) O bloco B exerce uma forçasobre o trilho devido ao contatodele com o trilho (pela 3ª lei deNewton, o trilho exerce a força dereação sobre o bloco). Veja odiagrama no item a).
9)
c) A força exercida sobre pelotrilho sobre o bloco, em módulo,é igual a 17,14N.
d) A força resultante que agesobre o bloco no ponto B, temmódulo igual a 34,55N.
e) Não.
