Lista 02 - Leis de Newton II

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LISTA DE EXERCÍCIOS # 2- LEIS DE NEWTON II 
1. Uma cômoda com massa de 45,0 kg, incluindo as gavetas e roupas, está apoiada em um 
piso horizontal. Se o coeficiente de atrito estático entre a cômoda e o piso for de 0,450 (a) 
qual deve ser a intensidade mínima de uma força horizontal que uma pessoa deve aplicar 
para que a cômoda comece a se mover? (b) Se as gavetas, que tem massa conjunta de 
17,0 kg forem removidas antes da cômoda ser empurrada, qual a nova intensidade mínima 
da força aplicada? 
 
 𝑅𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎: 𝑎. 198,45 𝑁 𝑏. 123,48 𝑁 
 
2. Um trenó de 20,0 kg de massa está sendo puxado em uma superfície horizontal com 
velocidade constante. A força de tração possui módulo de 80,0 N e tem uma direção que 
faz um ângulo de 30° para cima, a partir da horizontal. Qual é o coeficiente de atrito 
cinético entre o trenó e o piso? 
 
 
 
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎: 0,44 
 
3. Um carro de massa m esta deslizando em uma rampa coberta de gelo, inclinada de um 
ângulo 𝜃 = 30°. 
 
a. Encontre a aceleração do carro supondo que a rampa seja sem atrito. 
b. Suponha que o carro estava inicialmente em repouso, e que a distância entre o 
pára-choque dianteiro e a parte inferior da rampa seja 𝑑 = 10 𝑚. Quanto tempo 
levará para que o pára-choque atinja a parte inferior da rampa e com que 
velocidade? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎: 𝑎. �⃗� = 4,9 
𝑚
𝑠2
 𝑏. 𝑣 = 9,89
𝑚
𝑠
 𝑡 = 2,02 𝑠 
4. Um bloco de massa 𝑚 = 5,8 𝑘𝑔 é puxado pra cima por uma força de módulo 𝐹 = 32 𝑁, 
sobre um plano inclinado de um ângulo 𝜃 = 25°. Qual é a aceleração do bloco, se: 
a. Não há atrito entre o bloco e o plano. 
b. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é 0,10. 
 
 
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎: 𝑎. 1,37 𝑚 𝑠2⁄ 𝑏. 0,49 𝑚 𝑠2⁄ 
 
5. Um bloco de massa 𝑚1 = 3,7 𝑘𝑔 esta sobre um plano de 30° de inclinação, sem atrito, 
preso por uma corda que passa por uma polia de massa e atrito desprezíveis, e tem na 
outra extremidade outro bloco de massa 𝑚2 = 2,3 𝑘𝑔, pendurado verticalmente, como 
mostra a figura. Quais são os módulos das acelerações de cada bloco e a tração na corda? 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎: 0,74 𝑚 𝑠2⁄ 20,87 𝑁 
6. Um bloco de 2,5 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. Uma 
força horizontal 𝐹1 de intensidade 6 N e uma força vertical 𝐹2 são então aplicadas no 
bloco. Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são 𝜇𝑒 = 0,40 e 𝜇𝑐 = 0,25. 
Determine a força de atrito agindo no bloco, se a intensidade de 𝐹2 é a. 8,0 N b. 10 N c. 
12 N. 
 
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎: 𝑎. 6,6 𝑁 𝑏. 3,6 𝑁 𝑐. 3,1 𝑁 
7. Em um plano inclinado cujo coeficiente de atrito é µ, colocam-se dois blocos de massa m 
e M, dispostos conforme a figura abaixo, tais que, ao serem abandonados, o bloco de 
massa M desce. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Considerando os fios e polias ideais, demonstre que a velocidade dos blocos quando o 
bloco de massa M chegar ao solo é dada por: 
 
𝑣 = √
2𝑔ℎ[𝑀 − 𝑚(𝑠𝑒𝑛𝜃 + 𝜇𝑐𝑜𝑠𝜃)]
𝑀 + 𝑚
 
 
8. Dois blocos A e B, de mesmo material e massas respectivamente iguais a 𝑚𝐴 = 3 𝑘𝑔 e 
𝑚𝐵 = 5 𝑘𝑔, estão sobre superfícies horizontais idênticas, como indicado na figura a 
seguir. O coeficiente de atrito estático entre os blocos e as superfícies é 
√3
3
. Os blocos são 
ligados por um fio ideal que passa por uma polia também ideal. Sobre o bloco A atual uma 
força horizontal F, de intensidade constante porém desconhecida. O fio é conectado ao 
bloco B, fazendo um ângulo 𝜃 = 60° com a direção de aplicação da força F. 
 
 
 
Considerando que ambos os blocos encontram-se na iminência de movimento, calcule: 
a. As forças de reação normal das superfícies horizontais sobre os blocos A e B. 
b. A força de tração. 
c. O valor da força F. 
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡𝑎: 𝑎. 29,4 𝑁 𝑒 49 𝑁 𝑏. 28,3 𝑁 𝑐. 45,26 𝑁