Lista de exercicio 1 - fisica2

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Universidade de Brasília
Instituto de Física
Professor: Dr. João Paulo Araújo Souza
Disciplina: Física 2
Aluno:_________________________________
Número de matricula:________________________
Lista de Exercícios 1 - Física 2
Questões conceituais
Equilibro e elasticidade 
1. O que diferencia um corpo em equilíbrio estático de um corpo em equilíbrio dinâmico?
2. O que é o coeficiente de elasticidade (ou módulo de Young) e qual é sua importância ao descrever
materiais elásticos?
3. O que é o princípio da superposição em relação à elasticidade, e como ele se aplica a materiais
lineares e não lineares?
Fluidos
4. O que é o princípio de Pascal e como ele se aplica aos fluidos em equilíbrio?
5. O que é viscosidade e como ela afeta o movimento de um fluido?
6. O que é o princípio de Arquimedes e como ele explica a flutuação de objetos em um fluido?
Gravitação
7. O que é a Lei da Gravitação Universal de Newton e como ela descreve a interação entre dois
corpos massivos?
8. Por que os astronautas na Estação Espacial Internacional (ISS) parecem estar "flutuando" ou em
"queda livre", se a gravidade na altitude da ISS ainda é quase tão forte quanto na superfície da
Terra?
9. O que diferencia a gravidade de outras forças fundamentais na natureza?
Questões 
1. Uma esfera uniforme de peso P e raio r é mantida no lugar por uma corda presa a uma parede,
sem atrito, situada a uma distância L acima do centro da esfera.
(a) Encontre a tensão na corda.
(b) Encontre a força exercida pela parede sobre a esfera.
2. Uma viga é transportada por três homens, estando um homem em uma das extremidades e os
outros dois sustentando a viga por meio de uma trave transversal, colocada de modo que a carga
esteja igualmente dividida entre os três homens. Em que posição está colocada a trave transversal?
(Despreze a massa dessa trave.)
3. Duas esferas idênticas, uniformes e sem atrito, cada uma de peso P , estão em repouso conforme
mostra a figura à seguir.
(a) Encontre, em termos de P , as forças que atuam sobre as esferas devido às superfícies do
recipiente.
(b) Encontre, em termos de P , as forças que atuam sobre as esferas devido uma à outra, se a linha
que une os centros das esferas faz um ângulo de 450 com a horizontal.
4. Na figura a seguir, qual a magnitude da força F , aplicada horizontalmente no eixo da roda,
necessária para fazer a roda ultrapassar um obstáculo de altura h ? Considere r como sendo o raio da
roda e P o seu peso.
F⃑
5. Encontre o aumento de pressão de um fluido em uma seringa quando uma enfermeira aplica uma
força de 42N ao êmbolo da seringa, de raio 1,1cm.
6. Uma piscina tem as dimensões 24m x 9m x 2,5m.
(a) Quando ela está cheia de água, qual é força (devido somente à água) sobre o fundo, nas
extremidades e nos lados?
(b) Se você estiver preocupado com o fato das paredes e pisos de concreto se quebrarem, seria
apropriado levar em conta a pressão atmosférica? Porque?
7. Um pistão de área menor a é usado em uma prensa hidráulica para exercer uma pequena força f
num líquido confinado. Um tubo o conecta com um outro pistão maior de área A .
(a) Que força F o pistão maior sustentará?
(b) Se o pistão pequeno tem um diâmetro de l = 3,8cm e o grande de L = 53cm, que peso no pistão
pequeno sustentará 2 toneladas no pistão maior?
8. Um objeto cúbico de dimensão L = 0,6m de lado e massa M = 450kg é suspenso por um fio em
um tanque aberto com líquido de densidade ρ = 1030kg/m3.
(a) Encontre a força total para baixo, exercida pelo líquido e pela atmosfera sobre o objeto.
(b) Encontre a força total para cima, na base do objeto.
(c) Encontre a tensão no fio.
9. A que distância da Terra, medida ao longo da linha que une os centros da Terra e do Sol, deve
estar uma sonda espacial para que a atração gravitacional deste anule a da Terra?
Informações importantes:
R = 1,5x1011m
MS = 1,99x1030kg
MT = 5,98x1024kg
10. A maior velocidade de rotação possível para um planeta é aquela em que a força gravitacional,
exercida sobre a matéria em seu equador, é exatamente igual à força centrípeta necessária para
manter essa matéria em rotação.
(a) Porquê?
(b) Mostre que o período de rotação mínimo, correspondente a tais condições, é dado por:
onde ρ é a densidade do planeta que supomos ser homogêneo.
(c) Calcule o período de oscilação, considerando uma densidade igual a 3g/cm3, que é típica de
muitos planetas, satélites e asteróides. Nunca foi encontrado um objeto astronômico com período de
rotação menor que o determinado pela análise feita neste problema.
11. As três esferas na figura à seguir, com massas m1=800g, m2=100g e m3=200g, estão com os seus
centros alinhados, sendo L=12cm e d=4cm. Você movimenta a esfera do meio até que a sua
distância centro a centro de m3 seja d=4cm.
(a) Qual o trabalho realizado sobre m2 por você?
(b) Qual o trabalho realizado sobre m2 pela força gravitacional resultante sobre m2 devido às outras
esferas?
T=√ 3πGρ