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Lista 6 - Exercícios Leis de Newton

1. Uma força F aplicada a um corpo de massa m 1 produz aceleração de 3,00 m/s². A mesma força aplicada a um segundo corpo de massa m2 produz aceleração de 1,00 m/s². (a) Qual é o valor da razão m1/m2? (b) Se são reunidas às massas m1 e m 2, encontre a aceleração do sistema sob a ação da força F. 2. Um corpo de massa 3,00 kg sofre uma aceleração dada por a = (2,00i + 5,00j) m/s². Encontre a expressão vetorial para a força resultante agindo sobre ele e o módulo dessa força. 3. O canhão antiaéreo de maior calibre operado pela força aérea alemã durante a Segunda Guerra Mundial era o Flak 40 de 12,8 cm. Essa arma lançava uma bala de canhão com 25,8 kg à velocidade escalar de saída de 880 m/s. Qual força propulsora era necessária para se atingir essa velocidade de escape dentro do canhão de 6,00 m? (Suponha que a bala de canhão tinha movimento horizontal com aceleração constante e despreze o atrito.) 4. Duas forças, F1 = (-6i - 4j) N e F2 = (-3i + 7j) N, agem sobre uma partícula de massa 2,00 kg que está inicialmente em repouso nas coordenadas (-2,00 m, + 4,00 m). (a) Quais são as componentes da velocidade da partícula em t = 10,0 s? (b) Em que direção desloca-se à partícula em t = 10,0s? (c) Qual é o deslocamento da partícula durante os primeiros 10,0s? (d) Quais são as coordenadas da partícula em t = 10,0s? 5. Duas pessoas puxam cordas horizontais ligadas a um barco que tem massa de 200 kg da maneira mais forte que podem. Se elas puxam no mesmo sentido, o barco tem aceleração de 1,52 m/s² para a direita. Se elas puxam em sentidos opostos, o barco tem aceleração de 0,518 m/s² para a esquerda. Qual é a força exercida por cada pessoa sobre o barco? (Despreze quaisquer outras forças horizontais sobre o barco.) 6. Duas forças F1 e F 2 agem sobre um corpo de 5,00kg. Se F1 = 20,0 N e F2 = 15,0 N, encontrem as acelerações em (a) e (b) da Figura:

7. Três forças, dadas por F1 = (-2,00i + 2,00j) N, F2 = (5,00i - 3,00j) N, e F3 = (45,0i) N, agem sobre um corpo dando-lhe aceleração de módulo 3,75 m/s². (a) Qual é a direção dessa aceleração? (b) Qual é a massa do corpo? (c) Se o corpo está inicialmente em repouso, qual é sua velocidade escalar após 10,0s? (d) Quais são as componentes da velocidade do corpo após 10,0 s? 8. Um corpo de 3,00 kg está em movimento em um plano, com suas coordenadas x e y dadas por x = 5t ² - 1 e y = 3t ² + 2, em que x e y estão em metros e t está em segundos. Encontre o módulo da força resultante agindo sobre esse corpo em t = 2,00s. 9. Se um homem pesa 900N na Terra, quanto ele pesaria em Júpiter, onde a aceleração devida à gravidade é de 25,9 m/s²? 10. Um elétron de massa 9,11 X 10 -31 kg tem velocidade escalar inicial de 3,00 x 105 m/s. Ele esta em movimento em linha reta, e sua velocidade escalar aumenta para 7,00 X 10 5 m/s em uma distância de 5,00cm. Supondo que sua aceleração seja constante, (a) determine a força exercida sobre o elétron e (b) compare essa força com o peso do elétron, que desprezamos neste problema. 11. Um homem de 72,0 kg esta sobre uma balança de mola em um elevador. Começando do repouso, o elevador sobe, atingindo sua velocidade escalar máxima de 1,20 m/s em 0,800 s. Ele continua com essa velocidade escalar constante durante os próximos 5,00 s. O elevador passa então a ter aceleração uniforme na direção y negativa por 1,50 s até alcançar o repouso. O que registra a balança de mola (a) antes de o elevador começar a se mover? (b) durante os primeiros 0,800 s? (c) enquanto o elevador esta em movimento com velocidade escalar constante? (d) durante o tempo em que esta freando? 12. Um corpo de 4kg está em repouso em t = 0s. Uma única força horizontal constante Fx atua sobre o corpo. Em t = 3s o bloco percorreu a distância 2,25m. Achar a força Fx. Resposta: 2,0N 13. Uma partícula de massa 0,4 kg, está sujeita a duas forças, F 1 = 2Ni – 4Nj e F2 = 2,6Ni +5Nj . Se a partícula parte do repouso, na origem, no instante t = 0s, achar a sua posição e a sua velocidade em t = 1,6s. Resposta: x = -1,92m e y = 3,20m; v = -2,40m/si + 4,00m/sj 14. Um homem está sobre o prato de uma balança, num elevador que tem a aceleração para cima a. A balança indica a leitura 960N. Quando o homem levanta uma caixa de 20 kg, a balança indica 1200N. Achar a massa do homem, o seu peso e a aceleração a. Resposta: 80kg; 800N; 2m/s2 15. Um pai roda o seu filho, num raio de 0,75m, conforme mostra a figura. Se a massa da criança for 25 kg e se ela fizer uma volta em 1,5s, qual a intensidade e a direção da força que deverá ser exercida pelo pai sobre o filho? Resposta: 329N dirigida para o pai.

16. Um bloco de massa m1 = 3,70kg sobre um plano inclinado de 30° está ligado por um fio que passa por uma roldana sem massa e sem atrito a um segundo bloco de massa m2 = 2,30kg suspenso verticalmente. Quais são (a) o módulo da aceleração de cada bloco e (b) a direção e sentido da aceleração do bloco suspenso? (c) Qual a tração no fio? Resp: (a) 0,735m/s2 (b) na direção vertical para baixo (c) 20,8N