1 Lista de Exercícios Física 2015

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 Lista de exercícios - FISI001 Fundamentos da Mecânica - 2015. 
 
 
Movimento Retilíneo. 
1-) Dois corredores partem simultaneamente do mesmo ponto de uma pista circular de 
200m e correm em direções opostas. Um corre a uma velocidade constante de 6,20 
m/s e o outro corre a uma velocidade constante de 5,50 m/s. Quando eles se cruzam 
pela primeira vez, a) Por quanto tempo estão correndo ? b) Qual foi a distância 
percorrida por cada um deles ? 
 
2-) Uma bola se move em linha reta (eixo Ox). O gráfico na figura 2.33 mostra a 
velocidade dessa bola em função do tempo. a) Qual é a velocidade escalar média e a 
velocidade média nos primeiros 3s ? Suponha que bola se move de tal modo que o 
gráfico apos 2,0s seja -3,0 m/s em vez de +3,0 m/s. 
Determine a velocidade escalar média e a velocidade média da bola nesse caso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3-) Aceleração automotiva. Com base em sua experiência de dirigir um automóvel, 
estime o módulo da aceleração média de um carro quando a) acelera em uma estrada 
do repouso até 65mi/h e b) pisa forte no freio ate uma parada repentina. C) Explique 
por que essa aceleração média poderia ser considerada positiva ou negativa. 
 
4-) Air bag de automóvel. O corpo humano pode sobreviver a um trauma por acidente 
com aceleração negativa (parada súbita) quando o modulo de aceleração é menor que 
250 m/s
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 (cerca de 25g). Suponha que você sofra um acidente de automóvel com 
velocidade inicial de 105 km/h e seja amortecido por um air bag que infla 
automaticamente. Qual deve ser a distancia que o air bag se deforma para que você 
consiga sobreviver? 
 
5-) Lançamento de nave espacial. Um lançamento, a nave espacial pesa 4,5 milhões 
de libras. Quando lançada a partir do repouso, leva 8s para atingir 161 km/h e, a final 
do primeiro minuto, sua velocidade é de 1610 km/h. a) Qual é a aceleração média em 
m/s
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 da nave i) durante os primeiros 8s e ii) entre 8s e o final do primeiro minuto ? 
supondo que a aceleração seja constante, durante cada intervalo de tempo (mas nao 
necessariamente a mesma em ambos os intervalos), que distancia a nave viajou i) 
Durante os primeiros 8s ii) Durante o intervalo entre 8s e o 1 minuto ? 
 
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6-) Uma espaçonave dirige em linha reta para base lunar I, situado a uma distancia de 
384 mil km da terra. Suponha que ela acelere 20 m/s
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 durante os primeiros 15 minutos 
da viagem e a seguir viaje com velocidade constante ate os últimos 15 minutos, 
quando acelera 20 m/s
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, atingindo o repouso exatamente quando toca a lua. a) Qual 
foi a velocidade máxima atingida ? b) Qual foi a fração do percurso total durante o 
qual ela viajou com velocidade constante ? c) Qual foi o tempo total da viagem ? 
 
7-) Um estudante no topo de um edifício joga uma bola com agua verticalmente para 
baixo. A bola deixa a mão do estudante com uma velocidade de 6m/s. A resistência 
do ar pode ser ignorada e a bola considerada em queda livre apos o lançamento. a) 
Calcule a sua velocidade depois de dois segundos de queda. b) Qual a distancia 
percorrida nesses 2s ? c) Qual o modulo da velocidade quando a bola caiu 10m ? d) 
faça gráficos ayt, vyt, e yt para o movimento. 
 
Movimento em duas ou três dimensões. 
 
1-) Um projetista de paginas da internet cria uma animação a qual um ponto da tela do 
computador possui posição r = [4cm (2,5 cm/s
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)t
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]î + (5cm/s)tjˆ. a) Ache o modulo, 
direção e o sentido da velocidade média do ponto para o intervalo entre t1 = 0 e t2 = 
2s. b) Acha o modulo a direção e o sentido da velocidade instantânea para t1 = 0 e t2 
= 2s. c) Faça um desenho da trajetória do ponto no intervalo entre t1 = 0 e t2 = 2s e 
mostre as velocidades calculadas em (b). 
 
2-) Um avião a jato esta voando em uma altura constante. No instante t1=0, os 
componentes da velocidade são vx = 90 m/s, vy = 110 m/s. No instante t2 = 30s os 
componentes são vx = -170 m/s, vy = 40 m/s. a) Faça um esboço do vetor velocidade 
para t1 e t2. Qual a diferença entre esses vetores ? para esse intervalo de tempo, 
calcule b) Os componentes da aceleração média, se o módulo, a direção e o sentido da 
aceleração média. 
 
3-) Dois grilos, Chirpy e Milada, saltam do topo de um rochedo íngreme. Chirpy 
simplesmente se deixa cair e chega ao solo em 3,5 s enquanto Milada salta 
Horizontalmente com velocidade inicial de 95 cm/s. A que distancia da base do 
rochedo Milada vai atingir o chão ? 
 
4-) No nível do solo, uma bomba disparada com velocidade inicial de 80 m/s a 60 
graus sobre a horizontal sem sofrer resistência significativa do ar. a) ache as 
componentes horizontal e vertical da velocidade inicial da bomba. b) Quanto tempo 
ele leva para atingir seu ponto mais alto ? c) Ache sua altura máximo sobre o solo. d) 
A que distância do seu ponto de disparo a bomba aterrissa ? e) No seu ponto mais 
alto, ache os componentes vertical e horizontal da sua aceleração e velocidade. 
 
5-) Um homem esta parado no alto de um edifício de 15 m de altura e atira uma pedra 
com velocidade de modulo 30 m/s formando um angulo inicial de 33 graus a cima da 
horizontal despreza a resistência do ar. Calcule a) Altura máxima do telhado atingida 
pela pedra; b) O módulo da velocidade da pedra imediatamente antes dela atingir o 
sol; c) A distancia horizontal entre a base do edifício e o ponto onde ela atingi o solo. 
d) Faça diagramas xt, yt, vxt e vyt para o movimento. 
 
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6-) A terra possui um raio igual a 6380 km e faz um giro completo em 24 horas. a) 
Qual é a aceleração radial de um objeto no equador da terra ? de sua resposta em m/s
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e como uma fração de g. b) Se arad no equador fosse maior do que g, os objetos seriam 
ejetados da terra e voariam para o espaço. (não necessário verificar a razão disso, pois 
o professor abordara esta razão nos próximos capítulos) qual deveria ser o período 
mínimo de rotação para que isso acontecesse ? 
 
Leis de Newton 
 
1-) Dois cachorros puxam horizontalmente cordas amarradas a um poste; o ângulo 
entre as cordas é igual a 60 graus. Seu cachorro A exercer uma força de 270 N e o 
cachorro exercer uma força de 300 N, ache o módulo da força resultante e o ângulo 
que ela faz com a corda do cachorro A. 
 
2-) Uma caixa esta em repouso sobre um lago congelado, que é uma superfície 
horizontal sem atrito. Se o pescador aplica uma forca horizontal de modulo 48N sobre 
a caixa, produzindo uma aceleração de 3m/s
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, Qual é a massa da caixa ? 
 
3-) Um disco de hóquei com massa de 0,16 kg esta em repouso na origem (x = 0), na 
superfície horizontal sem atrito. No instante t = 0, o jogador aplica sobre o disco uma 
força de 0,25 N paralela ao eixo Ox; ele continua aplicar a força até t = 2s. a) Qual a 
posição e a velocidade do disco em t = 2s ? b) Se a mesma força for aplicada 
novamente no instante t = 5s, qual será a posição e a velocidade do disco no instante 
igual a 7s ? 
 
4-) Na superfície de Io uma das luas de Júpiter, a aceleração da gravidade é 
g=1,81m/s
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. Uma melancia pesa 44 N na superfície da terra. a) Qual a sua massa na 
superfície da terra? b) Qual sua massa e peso na superfície de Io? 
 
5-) Uma garrafa é empurrada sobre uma mesa e escorrega para fora da extremidade da 
mesa. Não despreze a resistência do ar. a) Quais forças atuam sobre a garrafa 
enquanto ela cai da mesa até o chão? b) Quais são as reações dessas forças; ou seja, 
sobre quais corpos e por quais corpos as reações são exercidas? 
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Capítulo 2 – Movimento Retilíneo 
 
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Capítulo 4 – Movimento em duas e três dimensões 
 
 
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Capítulo 5 – Força e Movimento 
 
 
 
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