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LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA PROF: GUSTAVO PIORSKY DINÂMICA 1 1. (Fuvest 2023) Os lagartos do gênero Basiliscus têm a capacidade incomum de correr sobre a água. Essa espécie possui uma membrana entre os dedos que aumenta a área superficial de suas patas traseiras. Com uma combinação de forças verticais de suporte e forças horizontais propulsivas geradas pelo movimento de suas patas na água, o lagarto consegue obter impulso resultante para cima e para frente, conforme figura a seguir. Isso garante uma estabilidade dinâmica na superfície da água, em corridas que podem chegar a dezenas de metros, dependendo do peso e da idade do animal. Sobre esse movimento, é correto afirmar: a) A componente vertical da reação à força gerada pelas patadas na água compensa o peso do animal, fazendo com que ele não afunde. b) O mecanismo de flutuação do lagarto advém de um equilíbrio hidrostático, que pode ser explicado pelo princípio de Arquimedes. c) Por ser um meio viscoso, a água possui um atrito desprezível, facilitando a flutuação. d) A alta salinidade da água é uma condição necessária para que ocorra um equilíbrio entre as forças envolvidas no movimento. e) A tensão superficial da água, por si só, é suficiente para impedir que o animal afunde. 2. (Fmp 2016) Um helicóptero transporta, preso por uma corda, um pacote de massa 100 kg. O helicóptero está subindo com aceleração constante vertical e para cima de 20,5 m s . Se a aceleração da gravidade no local vale 210 m s , a tração na corda, em newtons, que sustenta o peso vale a) 1.500 b) 1.050 c) 500 d) 1.000 e) 950 3. (Fempar (Fepar) 2024) Três blocos I, II e III, de 200 g cada um, presos um ao outro por fios ideais de massas desprezíveis, são acelerados verticalmente para cima por uma força F de módulo igual a 9 N. Considere g = 10 m/s2. O módulo da resultante das forças que atua sobre o bloco II é a) 1 N. b) 2 N. c) 3 N. d) 4 N. e) 5 N. 4. (Unisinos 2022) Um bloco de massa 5 kg encontra-se em repouso sobre um plano com inclinação de 30° em relação à horizontal, preso a um dinamômetro, calibrado em newton, posicionado paralelo à superfície do plano, tal como ilustrado na figura abaixo. Não há atrito entre o bloco e a superfície do plano inclinado. Com base nas teorias da dinâmica newtoniana, analise as afirmações a seguir: I. O módulo da força normal que a superfície do plano aplica no bloco é de 50 N. II. A leitura do dinamômetro indica o valor de 25 N. III. Caso o dinamômetro seja retirado e o bloco desça o plano, o módulo de sua aceleração será de 25 3 m s . 2 Sobre as proposições acima, pode-se afirmar que a) apenas I está correta. b) apenas II está correta. c) apenas I e III estão corretas. d) apenas II e III estão corretas. e) I, III e III estão corretas. 5. (Ucpel 2021) Durante uma aula de física um grupo de estudantes monta o dispositivo mostrado abaixo com a intenção de determinar os coeficientes de atrito estático e cinético do corpo A com o plano horizontal. O corpo A tem massa igual a 2,0 kg e a aceleração da gravidade é considerada igual a 210 m s . Ao suspender o corpo B, os estudantes percebem que para valores até 1,0 kg o corpo A permanece em repouso, mas para qualquer valor superior o corpo A entra em movimento. Na etapa seguinte os estudantes verificam que quando o corpo B tem massa de 1,5 kg a aceleração do corpo A é de 22,0 m s . Com base nos valores obtidos os estudantes concluíram, corretamente, que os coeficientes de atrito estático e cinético do corpo A com a superfície horizontal valem, respectivamente a) 0,50 e 0,30 b) 0,50 e 0,40 c) 0,25 e 0,20 d) 1,0 e 0,80 e) 0,80 e 0,40 6. (Ueg 2023) A figura a seguir apresenta dois blocos de massas de 6,0 kg e 4,0 kg. Suponha que não exista atrito entre os blocos e nem entre o bloco inferior e o piso. Ao bloco de 6,0 kg uma força de 12 N é aplicada, como mostra a figura. Após a aplicação da força, o a) conjunto adquire uma aceleração de 1,2 m/s2. b) sistema permanece em equilíbrio estático. c) bloco menor continua em cima do maior. d) bloco de 4,0 kg se acelera com 3,0 m/s2. e) bloco de 6,0 kg avança com 2,0 m/s2. 7. (Uece 2015) Um trem, durante os primeiros minutos de sua partida, tem o módulo de sua velocidade dado por v 2t,= onde t é o tempo em segundos e v a velocidade, em m s. Considerando que um dos vagões pese 33 10 kg, qual o módulo da força resultante sobre esse vagão, em newtons? a) 3000. b) 6000. c) 1500. d) 30000. 8. (Enem 2023) Uma equipe de segurança do transporte de uma empresa avalia o comportamento das tensões que aparecem em duas cordas, 1 e 2, usadas para prender uma carga de massa M = 200kg na carroceria, conforme a ilustração. Quando o caminhão parte do repouso, sua aceleração é constante e igual a 3 m/s2 e, quando ele é freado bruscamente, sua frenagem é constante e igual a 5 m/s2. Em ambas as situações, a carga encontra-se na iminência de movimento, e o sentido do movimento do caminhão está indicado na figura. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho da carroceria é igual a 0,2. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, as tensões iniciais nas cordas iguais a zero e as duas cordas ideais. Nas situações de aceleração e frenagem do caminhão, as tensões nas cordas 1 e 2, em newton, serão a) aceleração: T1 = 0 e T2 = 200; frenagem: T1 = 600 e T2 = 0. b) aceleração: T1 = 0 e T2 = 200; frenagem: T1 = 1.400 e T2 = 0. c) aceleração: T1 = 0 e T2 = 600; frenagem: T1 = 600 e T2 = 0. d) aceleração: T1 = 560 e T2 = 0; frenagem: T1 = 0 e T2 = 960. e) aceleração: T1 = 640 e T2 = 0; frenagem: T1 = 0 e T2 = 1.040. 9. (Enem 2022) Um pai faz um balanço utilizando dois segmentos paralelos e iguais da mesma corda para fixar uma tábua a uma barra horizontal. Por segurança, opta por um tipo de corda cuja tensão de ruptura seja 25% superior à tensão máxima calculada nas seguintes condições: - O ângulo máximo atingido pelo balanço em relação à vertical é igual a 90°; - Os filhos utilizarão o balanço até que tenham uma massa de 24 kg. Além disso, ele aproxima o movimento do balanço para o movimento circular uniforme, considera que a aceleração da gravidade é igual a 2 m 10 s e despreza forças dissipativas. Qual é a tensão de ruptura da corda escolhida? a) 120 N b) 300 N c) 360 N d) 450 N e) 900 N 10. (Pucmg 2016) Um fabricante de elevadores estabelece, por questões de segurança, que a força aplicada nos cabos de aço que sustentam seus elevadores não pode ser superior a 41,2 10 N. Considere um desses elevadores com uma massa total de 31,0 10 kg (massa do elevador com os passageiros) e admita 2g 10 m s .= Nessas condições, a aceleração máxima do elevador na subida não pode ser superior a: a) 21,2 m s b) 22,0 m s c) 25,0 m s d) 29,8 m s 11. (Unicamp 2024) Um corpo em queda nas proximidades da superfície terrestre sofre a ação da força gravitacional e da força de resistência do ar arF ; essa última atua em sentido oposto à força gravitacional. Nos primeiros instantes, arF 0 se o corpo parte do repouso. À medida que a velocidade aumenta, arF também aumenta. Com isso, a aceleração do corpo diminui gradativamente, tornando-se praticamente nula a partir de certo momento. Desse ponto em diante, o corpo passa a cair com velocidade constante, chamada de velocidade terminal. Um objeto de massa m = 200 g é solto a partir de certa altura e atinge a velocidade terminal após determinado tempo. Qual é o módulo da força de resistência do ar depois que o objeto atinge a velocidade terminal? a) 0,20 N. b) 2,0 N. c) 200 N. d) 2000 N. 12. (Unicamp 2023) A pele humana detecta simultaneamente, com umasensibilidade que sistemas artificiais não conseguem reproduzir, vibrações, forças estáticas, textura e escorregamento de objetos sobre sua superfície. Sensores tácteis que apresentassem respostas análogas à pele humana seriam muito desejáveis. A figura a seguir ilustra um modelo simples, utilizado no estudo da resposta da pele humana. Na referida figura, estão representados o peso P do bloco, a força normal N, a força de atrito atf aplicada pela superfície da pele no bloco de massa m e uma força externa F aplicada na mola. A constante de mola é k = 10 N/m, e a massa do bloco é m = 4 g. Na iminência de movimento, a deformação da mola é x 3mm = em relação ao seu comprimento de equilíbrio. Qual é o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a pele? a) 78,8 10 .− b) 61,1 10 .− c) 17,5 10 .− d) 01,3 10 . GABARITO: 1. A 2. B 3. A 4. B 5. B 6. E 7. B 8. A 9. D 10. B 11.B 12. C