Caderno de exercícios

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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.

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σ =

σ =

σ =

22

22

ifFR

mvmv

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? 

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.

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3) Em qual (ou quais) situações o rapaz está executando um trabalho? Justifique.

Situação 1Situação 1 Situação 2Situação 2

Situação 3Situação 3

Responda na caixa abaixo

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.

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v =

σ =

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 =

σN =

σP =

σF =

σFa =

m/s2

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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 =

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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 =

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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:

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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.

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).

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=2m

A

B

C

R

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

QUESTÃO 1QUESTÃO 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

Minhas anotações

QUESTÃO 4QUESTÃO 4Minhas

anotaçõesMinhas

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

QUESTÃO 5QUESTÃO 5

a) O módulo da aceleração do bloco; é:

a = 12,04 m/s2

b) o trabalho realizado por cada uma das forças aplicadas ao bloco para o percurso de 10 m. é:

Minhas anotações

Minhas anotações

σFa = - 30,64 JσN = 0 J

σP = -128,56 JσF = 400 J

QUESTÃO 6QUESTÃO 6Minhas

anotaçõesMinhas

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

QUESTÃO 7 QUESTÃO 7

Para executar esta tarefa o motor deve ter uma potência de

P = 900 W

Minhas anotações

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.

QUESTÃO 8QUESTÃO 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 para deslocar o corpo de 6 m é:

σ = 420 J

Minhas anotações

Minhas anotações

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.