7/25/2019 Folha_2

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Fsica Aplicada - 2006/7

Folha de Problemas N 2 - Leis de Newton, Trabalho, Energia

Foras e Leis de Newton

Questes para pensar:

1 - Um passageiro num autocarro sem janelas, repara que uma bola, que se encontrava parada no corredor, secomea a mover em direco parte de trs do autocarro. Pense em duas possveis explicaes para isto epense como podia identificar qual dessas hipteses estaria correcta.

2 - Porque razo di mais dar um pontap numa rocha do que numa pedra pequena? A rocha devesempre ma-goar mais? Explicar.

3 - Pode-se mergulhar de uma altura de 10m para a gua sem sofrer ferimentos, mas, se algum saltar de umaaltura de 10m para o cho certo que ir ficar muito ferido. Qual ser a explicao para esta diferena?

4 - Quando lava as mos e no dispe de uma toalha para as limpar, pode removar uma parte da gua sacudin-

do as mos. Porque que isso funciona?

Problemas:

5 - Uma caixa pousada na superfcie de um lago gelado (que forma uma superfcie gelada e sem atrito) est pa-rada. Se um pescador empurrar a caixa com uma fora horizontal de 48,0 N, produz nela uma acelerao de

3,00 ms-2, qual a massa da caixa?

6 - O superhomem atira uma rocha com 300 kg a um adversrio. Qual a fora horizontal que o superhomem

deve aplicar na rocha para lhe imprimir uma acelerao de 12.0 ms-2?

7 - Na superfcie da lua Io, de Jpiter, a acelerao devido sua gravidade de g = 1,81 ms-2. O peso de uma

melancia na superfcie da Terra de 44,0 N.a) Qual a sua massa superfcie da Terra?

b) Qual a sua massa e o peso superfcie de Io?

8 - Os corredores dos 100 m conseguem arrancar do bloco de sada com uma acelerao (quase horizontal)

que vale 15 ms-2. Qual a fora horizontal que um corredor com 65 kg de massa exerce no bloco de partidade modo a produzir aquela acelerao?

9 - Uma garrafa cai de uma mesa. No despreze o atrito do ar! Enquanto vai em queda diga:a) Quais so as foras exercidas na garrafa enquanto cai da mesa para o cho?

b) Qual o par acco-reaco de cada uma daquelas foras? Em que corpos, e por que corpos, so essasforas aplicadas?

10 - Uma estudante de 45 kg salta de uma prancha para a gua na piscina. Qual o valor da acelerao da Ter-

ra em direco a ela enquanto cai com a acelerao g= 9,8 ms-2? (Massa aproximada da Terra

M=6,0x1024kg).

Trabalho e Energia

Questes para pensar:

11 - Quando usa uma alavanca para levantar um carro exerce uma fora muito menor que o peso do carro. Querdizer que vec faz menos trabalho no carro do que se o tivesse levantado directamente? Explicar.

12 - Se houver uma fora total constante, diferente de zero, a actuar num corpo possvel que o trabalho totalexercido no corpo seja zero? Explique, com um exemplo demonstrativo.

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13 - H maior variao de energia cintica quando um carro acelera de 10 kmh -1para 15 kmh-1ou de 15kmh-1

para 20 kmh-1? Explicar.

14 - Segura uma pasta na mo com o brao vertical ao lado do corpo. A fora que a sua mo exerce na pastarealiza trabalho nesta quando:a) Caminha com velocidade constante ao longo de um corredor horizontal?

b) Sobe, numa escada rolante, do 1 para o 2 andar de um prdio? Em cada caso justificar a resposta.

15 - Quando um livro desliza na superfcie de uma mesa o atrito realiza um trabalho negativo. Ser que o atritopode alguma vez fazer trabalho positivo? (Pista: considere um caixote num camio que est a acelerar epense no atrito entre o caixote e o camio)

Problemas:

16 - Um pescador enrola 12,0 m de linha ao puxar um peixe que exerce uma fora constante de resistncia como valor de 25,0 N. Se o peixe for puxado a uma velocidade constante, quanto trabalho realizado nele pqlafora de tenso da corda?

17 - Dois rebocadores puxam um navio-tanque em direco ao Norte uma distncia de 0,75 km. Cada rebocador

exerce uma fora constante de 1,80 x 106N, o primeiro puxa na direco Norte 14 Oeste e o segundo nadireco Norte 14 Este. Qual o trabalho total que os rebocadores realizam no navio-tanque?

18 - Pensa-se que o dinossauro Tyrannossaurus rextinha uma massa mdia de 7000 kg.

a) Tratando-o como uma partcula, calcule a sua energia cintica quando caminha velocidade de 4,0 kmh-1.

b) Com que velocidade se deveria mover uma pessoa, com 70,0 kg de massa, para possuir a mesma energiacintica que o T. rex?

19 - Atira uma pedra, com 2 kg de massa, ao ar verticalmente. Quando a pedra se encontra a 15,0 m acima do

cho, a sua velocidade de 25,0 ms-1para cima. Recorrendo ao teorema da energia cintica determine:a) a velocidade da pedra quando foi lanada;

b) a altura mxima atingida.

20 - Um pacote de latas de refrigerante (com 4,30 kg de massa) est inicialmente em repouso no cho, horizon-tal. Em seguida empurrado numa linha recta por um co treinado, que exerce uma fora de grandeza36,0N, e percorre 1,20 m. Utilizando o teorema da energia cintica determine a velocidade final do pacote se:a) no houver atrito entre o pacote e o cho;

b) o atrito entre o pacote e o cho uma fora com o valor 12,0 N

21 - Um saco de 5,00 kg de farinha levantado verticalmente velocidade constante de 3,50 ms -1at uma alturade 15,0 m.a) Qual a grandeza da fora necessria para elevar o saco?

b) Que quantidade de trabalho realizado no saco pela fora de elevao? Qual o destino deste trabalho?

22 - O Tarzan, de uma rvore, avista a Jane noutra e decide lanar-se ao seu encontro pendurado numa liana.Agarra numa liana com 25,0m de comprimento e que faz um ngulo de 45 com a vertical, salta e descreveum arco descendo e subindo at atingir o ramo onde se encontra a Jane. Quando chega a sua liana faz umngulo de 30 com a vertical. Determine se o Tarzan, ao chegar ao p de Jane lhe d um abrao suave ou sea deita abaixo do ramo com o choque, calculando a velocidade com que l chega. Ignore a resistncia do ar ea massa da liana.

23 - Uma pequena pedra, com 0,20 kg de massa, largada, em repouso, doponto A, que se encontra na borda de uma taa grande e hemisfrica, comraio R=0,50m (ver figura). Considere que o tamanho da pedra muito pe-queno quando comparada com o raio Rda taa de modo que pode ser con-siderada uma partcula pontual, e, alm disso, que a pedra desliza (e no

rola). O trabalho realizado pela fora de atrito na pedra quando se move deApara B, no fundo da taa, -0,22 J. Qual a velocidade da pedra quandochega ao ponto B?