Capítulo 4 5 tipler sj

PROF DULCEVAL ANDRADE

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Capítulos 4-5 - TIPLER - Sexta Edição - VOL-1

Exercícios e Problemas. Quando necessário adote g = 9,81 m/s2

PÁGINA 98- Exemplo 4-3. Uma partícula de 0,400 kg de massa está submetida a duas

forças F1 = - 2,00 N i e F2 = - 2,60 N j. Se a partícula está na origem e parte do

repouso em t = 0, encontre a) sua posição r e b) sua velocidade v em t = 1,60 s.

PÁGINA 107 - Exemplo 4-9. Enquanto seu avião rola na pista para decolar, você

decide determinar sua aceleração, tomando seu ioiô e vendo que, suspenso, o cordão

forma um ângulo de 22,0° com a vertical. (a) Qual é a aceleração do avião. (b) Se a

massa do ioiô é 40,0 g, qual é a tensão na corda?

Prof. Dulceval Andrade Página 1

EX.13 - Um bloco de massa m1 está em repouso sobre um bloco de massa m2, e o

conjunto está em repouso sobre uma mesa, como mostrado na figura. Dê o nome da

força e sua categoria (contato versus ação à distância) para cada uma das forças.

(a) A força que m1 exerce em m2. (b) a força que m2 exerce em m1. (c) a força exercida

pela Terra sobre m2. (d) coloque o par ação e reação em m1 e m2.

EX. 21- Um objeto de massa 2,5 kg está suspenso, em repouso de um fio preso ao

teto. Desenhe o diagrama de corpo livre do objeto, indicando a força de reação a cada

força desenhada.

PÁGINA 117

EX.30 - Uma partícula viaja em linha reta com rapidez constante de 25,0 m/s.

Repentinamente, uma força de 15,0 N age sobre ela, levando-a ao repouso em uma

distância de 62,5 m. (a) Qual é a orientação da força? (b) Determine o tempo que a

partícula leva para atingir o repouso. (c) a massa da partícula.

EX. 33 - Uma força única constante de magnitude 12 N atua sobre uma partícula de

massa m. A partícula parte do repouso e viaja em linha reta uma distância de 18 m em

6,0s. Encontre m.


Ex. 34 - Uma força resultante de 6,0 N i - 3,0 N j atua sobre uma partícula de 1,5 kg.

Encontre a aceleração a.

EX.41 - Um objeto de 4,0 kg é submetido a duas forças constantes, F1= 2,0 N i - 3,0 N J

e F2= 4,0 N i - 11,0 N J . O objeto está em repouso na origem no tempo t = 0. (a) Qual é

a aceleração do objeto? (b) Qual é a sua velocidade no tempo t = 3 s? (c) onde está o

objeto em t = 3 s?

PÁGINA 118.

EXE 47 - 48 - 52. Calcule as tensões nas cordas nos casos a seguir.

47.

©2008 by W.H. Freeman and Company

48.



52.


PÁGINA 120

EX.56 - Uma grande caixa de 20,0 kg de massa repousa sobre uma superfície sem

atrito. Alguém empurra a caixa com uma força de 25,0 N que forma um ângulo de 35,0°

abaixo da horizontal desenhe o diagrama de corpo livre da caixa e use-o para

determinar a aceleração.


EX.61 - Um estudante de 65 kg pesa-se colocando-se sobre uma balança de mola

montada sobre um esqueite que rola plano inclinado abaixo. Suponha ausência de atrito

de modo que a força exercida pelo plano inclinado sobre esqueite seja normal ao plano.

Qual é a leitura da escala se Θ = 30°?


EX.62- Um bloco de massa m escorrega sobre um piso sem atrito e depois sobre uma

rampa sem atrito. O ângulo da rampa é Θ e a rapidez do bloco ante de subir a rampa é

v0. O bloco escorregará até uma altura máxima h acima do piso, antes de parar. Mostre

que h é independente de m e Θ, deduzindo uma expressão par h em termos de vo e g.


EX. 66 - Duas caixas de massas m1 e m2 ligadas por um fio sem massa estão sendo

puxadas ao longo de uma superfície horizontal sem atrito, pela força de tração de um

segundo fio. (a) Desenhe o diagrama de corpo livre das duas caixas separadamente e

mostre que T1 / T2 = m1/ (m1 + m2).

EX.67 - Uma caixa de massa m2 = 3,5 kg está sobre uma estante horizontal sem atrito e

presa por fios a caixas m1 = 1,5 kg e m3 = 2,5 kg. As duas polias são sem atrito e sem

massa. O sistema é largado do repouso. Após a largada, encontre: (a) a aceleração de

cada uma das caixas. (b) a tensão (tração) em cada fio.



EX.68 - Dois blocos estão em contato sobre uma superfície horizontal sem atrito. Os

blocos são acelerados por uma força horizontal F aplicada a um deles.

Encontre a aceleração e a força de contato do bloco 1 sobre o bloco 2. (a) em termos de

F, m1 e m2. Para os valores específicos F = 3,2 N, m1 = 2,0 kg e m2= 6,0 kg.

EX: 70 - Duas caixas de 100 kg são arrastadas sobre uma superfície horizontal e sem

atrito com aceleração constante de 1,00 m/s2. Cada corda tem massa de 1,00 kg.

Encontre o módulo da força F e as trações nas cordas nos pontos A, B e C.


Ex.75 - Dois objetos estão ligados por um fio sem massa, como mostrado na figura. O

plano inclinado e a polia sem massa não tem atrito. Encontre a aceleração dos objetos e

a tração no fio. Dados: Θ = 30°, m1 = m2 = 5,0 kg.

EX.76- Durante uma apresentação teatral de Peter Pan, a atriz de 50 kg que representa

Peter Pan deve voar verticalmente (descendo). Pra acompanhar a música ele deve, a

partir do repouso, ser baixada de uma distância de 3,2 m em 2,2 s com aceleração

constante. Nos bastidores, uma superfície lisa inclinada de 50° suporta um contrapeso

de massa m, como mostrado na figura. Mostre os cálculos que operador deve fazer par

encontrar (a) a massa (m) do contrapeso a ser usada. (b) A tração no fio.


EX.77 - Para o sistema de corpos da figura encontre a acelera e a tração no fio que une

os corpos.

EX.79 - Uma pintora de 60 kg está sobre uma plataforma de alumínio de 15 kg. A

plataforma está presa a uma corda que passa através de uma polia acima, o que

permite que a pintora eleve a si mesma e a plataforma. (a) Com qual força F ela deve

puxar a si mesma e plataforma, para cima, a uma taxa constante de 0,80 m/s2?

(b) Quando sua rapidez atinge 1,0 m/s, ela puxa de forma que ela e a plataforma

passam a subir com velocidade constante. Qual a força que ela exerce agora sobre a

corda.


EX. 82 - Calcule a aceleração dos corpos e a tração no fio que une os blocos. Dados:

m1 = 8,0 kg e m2 = 4,0 kg.

PÁGINA:123.

EX. 90 - Uma superfície sem atrito está inclinada de um ângulo de 30,0° com a

horizontal. Um bloco de 270 g, sobre a rampa, é amarrado a um bloco de massa 75,0 g,

usando se uma polia. (a) Desenhe o diagrama de forças para os dois corpos em

separados. (b) Determina a aceleração dos corpos e a tração na corda.


EX.92 - Um bloco de 2,0 kg está sobre uma cunha sem atrito que tem uma inclinação de

60° e uma aceleração a para direita, de tal modo que a massa permanece estacionária

em relação à cunha. Para o sistema da figura, desenhe o diagrama de corpo livre e

calcule a aceleração.

CAPÍTULO 5: APLICAÇÕES DAS LEIS DE NEWTON.

EXEMPLO 5-9. PÁGINA:139. Você está girando um balde que contém uma quantidade

de água de massa m, em um círculo vertical de raio r. Se a rapidez no topo do círculo é

vtopo, encontre: (a) A força FBA exercida pelo balde sobre a água no topo do circulo. (b) o

valor mínimo de vtopo para que a água permaneça dentro do balde. (c) Qual é a força

exercida pelo balde sobre o balde na base do círculo, onde a rapidez do balde é Vbase?


EXEMPLO 5-12: PÁGINA 141. Uma curva de 30,0 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 40,0 km/h, mesmo se a estrada está coberta de

gelo, o que a torna praticamente sem atrito.

EXEMPLO 5-13: PÁGINA 142. Você é membro de uma equipe de testes de pneus de

automóveis. Você está testando um novo modelo de pneus de corrida para verificar se,

realmente, o coeficiente de atrito estático entre os pneus e o pavimento de concreto

seco é 0,90, conforme alegado (afirmado) pelo fabricante. Um carro de corrida foi capaz

de percorrer com rapidez constante um circulo de 45,7 m de raio em 15,2 s, sem

derrapar. Despreze o arraste do ar e o atrito de rolamento, e suponha horizontal a

superfície plana da pista. O carro percorreu com a máxima rapidez possível V, sem

derrapar. (a) Qual foi a rapidez V? (b) Qual foi a aceleração? (c) Qual é o menor valor

do coeficiente de atrito entre os pneus e a pista?


EX 43. Um bloco de massa m1 = 250 g está sobre um plano inclinado de

um ângulo de 30° com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o

plano é 0,100. O bloco está amarrado a um segundo bloco de massa m2 = 200 g que

pende livremente de um cordão que passa por uma polia sem massa e sem atrito.

Depois que um segundo bloco caiu 30,0 cm, qual é sua rapidez?


BIBLIOGRAFIA BÁSICA PARA CONFECÇÃO DOS EXERCÍCIOS

[1]Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1 – sexta edição- Mecânica,
Oscilações e Ondas, Termodinâmica. Paul A. Tipler e Gene Mosca –
Principal referência para o curso. Há exercícios e problemas de alto nível além de uma
teoria com grau de profundidade que leva o estudante a reflexão dos principais
conceitos da física.

[2]Marcelo Alonso e Edward J. Finn Addison Wesley, Madrid, 1999
(tradução de “Physics”, Addison Wesley Longman, Harlow, 1992).ro1.8.5 de

[3]Física 1 Mecânica, Teoria e Problemas Resolvidos ADIR MOYSÉS LUIZ. Ótimo de
livro de exercícios resolvidos e propostos.

[4] SERWAY, R. A.; JEWETT, J. W. Princípios de Física - mecânica clássica – volume
1. São Paulo: Thomson, 2004.

[5]HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. Fundamentos de Física – volume 1 -
Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 6a edição. Rio de Janeiro. 2008.

[6] NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica. v.1 (4ed.) e 2. São Paulo: Edgard
Blücher, 2002. Excelente livro para estudo da teoria e de conceitos.

Livros de Ensino médio para quem tem muitas dificuldades nos conceitos e na
solução de exercícios:

[1] Ramalho, Nicolau e Toledo. Os Fundamentos da Física, Vol. 03, 7ª Ed. Editora
Moderna;

[2] Helou, Gualter e Newton. Tópicos de Física, Vol. 03, 16ª Ed. Editora Saraiva.

[3] Física Clássica – volume de dinâmica – Caio Sérgio Calçada e José Luiz Sampaio.
Excelente livro de ensino médio. Excelente na exposição de conceito e ótimos nos
exercícios.


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