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1  sur  25
física
                                           leis de newton
                                     Capítulo 1Cinemática vetorial
Conexões
1. De acordocoma figura,temos:a = 6 cmea = 8 cm. O módulodo vetora é dadopor:
                               x        y

     ) )
aa=( + ( =681022scm
2. Observeque: θ + 53° = 90° s θ 37°
                                =
3. Os módulosdoscomponentes aa e valem:
                            xy
a = 0 e a = 10 cm. Portanto:a = a’y= 10 cm
 x       y



Exercícios complementares
9. I.Deslocamento umagrandeza
                 é           vetorial.
I Áreaé umagrande a
 I.                z escal r.
                           a
II
 I Forçaé umagrande a
    .                 z vetorial.
IV. Velocidade é uma grande avetorial; a indicada no velocmetro de um carro, porém, é uma
                             z                            í
      grande a
             z escal r.
                    a
V. In e v l detem é umagrande a
      t r a o     po              z escal r.
                                         a
10. b
Peloteore a
         m dePitágoras:
R= + = + 3491622 s
s R = 5 cm
11. c
                                               d 1y – d 2yd Rd 2x




d2y= d2 ⋅ sen30° = 6 ⋅ 12 = 3




d2x= d2 ⋅ cos30° = 6 ⋅ 32 =   33


d1 = d1y– d2y= 10 – 3 = 7
Peloteore a m dePitágoras:

dR222733= +   ()
               s dR2 = 49 + 27 s
s dR=76 s dRkm=219
12. Soma= 23 (01+ 02 + 04 + 16)
         (01)Correta.Os módulosdosvetore a e b sãoiguaise val m:
                                        s                      e
        )
abab== ( +    )
             ( = = 404040222,,,scm
Como os vetore abe possue a mes a
              s            m     m direçãoe o mesmosentido,então:s = a + b s s = 8,0 2 cm
         (02) Corret Traçando o vetor c na continuação do vetor a, obte
                    a.                                                   mos um vetor
         horizonta com origem na origem do vetor a e extr mid ena extr midad do vetor c.
                  l,                                      e   ad       e     e
         Dessemodo, temos:s = 4,0 cm
         (04) Corret Como os vetore a e b são iguais, o vetor d é igual ao vetor c, ou sej
                    a.               s                                                        a,
         módulode4,0 cm, vertica parabaixo.
                                l
         (08)Errada.Como os vetore a e b sãoiguais,os vetore d1 e d2 sãoiguais:mes
                                  s                           s                       momódulo,
         mes a
             m direçãoe mesmosentido.
         (16)Corret Sendo o vetorc vertica parabaixo, o módulodo component horizonta do
                   a.                      l,                              e         l
         vetor soma dos três vetore dados é igual à soma dos módulos dos component s
                                    s                                                  e
         horizontaisdosvetore a e b. Assim:s = 8,0 cm
                             s                x

   21. Soma= 25 (01+ 08 + 16)
      (01)Correta.Nos movimen tosuniform s
                                         e podehaver  acel r ção centr p t .
                                                          e a         í e a
      (02)Errada.Emmovimen  tosretil n o não há acel r
                                    í e s,          e açãocentr p t .
                                                               í e a
(04)Errada.Existeacel r ãocentr p t .
                      e aç       í e a
(08)Correta.Nessecaso, a acel r
                             e açãoé soment tangencial.
                                            e
      (16)Correta.Δs > Δr
   22. a
   No pontoI soment velocidade
            I:      e          horizontal.
   No pontoI I doiscomponen e davelocidade
            I os
               :             t s            comresu t n e
                                                     l a t tangen e tra e ó
                                                                 t à   j t ria.
   A acel r
         e açãoé sempr a dagravidade portan
                      e             e,     to,direcionadaparabaixo.
   23. a
   Como a cada volt os pilotos retorna à posição de largada, o desloca e tovetoria será
                    a                   m                             m n         l
   nuloe, portanto,a velocidadevetoria tamb m.
                                      l    é
        24. a)v = 1836, = 5 m/s
O desloca en pela ruasseráde900 msemandarnacontra ão.
         m to    s                               m

Como v =      ΔΔΔstt 5900= s Δt= 180 s ou 3 min
                   s
b)A400m300mA rB




vrt m= = Δ Δ 500180á 3,6 = 10 km/h
     AB
2
Tarefa proposta
1. c
Uma grande a
          z vetoria necessit de um valornumérico (medi a)com a suarespec
                   l        a                        d                  tiv unidade, uma
                                                                           a
  direçãoe umsentido.
2. b
Da figura,temos:NMQ+ =
Logo: MQN= –
3. I I– I I V
    – I I –
                                                            JipePostoLoja0200210x (m)

I.Corret O jipe
        a.      está200 mà esquerdado posto.
I Correta.Δr = 210 – 200 = 10 m
 I.
II
 I Correta.O jipe
    .            está210 mà esquerdadaloja.
IV.Errada.Δr = 0



V. Correta.d = 2 ⋅ 210 = 420 m



4. b
Os componen e ortogonais forma entresi um ângu
            t s                m               lode 90°, portantopodemosencontra a
                                                                                r
  intensidadedaforçapesoaplicandoo teore a
                                        m dePitágoras.
P2 = 120 + 160 = 14.400 + 25.600 = 40.000 s P = 200 N
        2     2


5. a
                                                          8 km5 kmSNOL6km60ºACBFED
No tri n lo
     â gu ret n u CDE, temos:
             â g lo



DE = CD   ⋅ cos60° = 6 ⋅ 0,50 s DE = 3 km


Portanto:
BF = BD − DE − EF s BF = 8 − 3 − 5 s BF = 0
Assim:



AB = AF = CE s AB = CD   ⋅ sen60° s




s AB = 6 ⋅ 32 s AB = 33 km


6. e
1: acel r
       e açãodagravidade
2: acel r
       e açãocentr p t
                   í e a
3: acel r
       e açãotangencial
4: acel r
       e açãovariáve tangencia
                    l         l
7. d
                                                             SNOL400km300kmS s
   O segundoaviãovaipercorrer:
   Δs2 = 400 + 300 s Δs = 500 km
             2      2

   Δt = 1 h e 15 min= 1 h + 14 h = 54 h
   v = ΔΔ= st50054= 400 km/h
    m




   8. b
                                      76543217xy65431.000m500 mCâmaraCatedralPrefeituraAvenida Brasil21â s

   Na figura,temos:



   Δs = 1000500 .() () 2500500 ⋅() ()
               22 +   =       22 +   s




   s Δs = 5500 ⋅() Δs = 5005 m
              2   s
9. d
  No pontoP, o automóv l
                      e estácomdoiscomponent s e daacel ração:centr p t ,
                                                       e            í e aapontadoparao
  centrodacurva,e tangencial contrárioao vetorvelocidade(reduzindoa velocidade).

                                                aaac
                                                  t

  Portanto,o vetoracel r
                      e açãoestámaisbemrepre en a dest maneira.
                                            s t do    a
  10. e
     I É a acel r
      I.       e açãoresul a t
                          t n e.
V. Não necessa ria e t
                  m n e.
  11. Observe figura:
             a

                                                Od
                                                 r




  A dist n
        â ciapercorrida:d = 242204ππr= ⋅, s d = π m



  Deslocam to
          en vetorial:



  Δr2 = r + r = (2,0) ⋅ (2,0) = 8,0 s
         2   2      2       2




  s Δr = 2,0 2 m
3
Velocidadevetorialmédia:

vrtv = Δ Δ = = 2024022,,s m/s
   mm




12. Soma= 19 (01+ 02 + 16)
(04)Errada.Vetoresiguais:os módulos,asdireções os sen
                                              e      tidossãoiguais.
(08)Errada.O módulonão depende dadireção.


13. c
O módulode v é constan e
                       t emc, pois a e v forma ângu reto, sendo o componen e
                                                m    lo                     t tangencial
  daacel r
        e açãonulo.
14. d
I. Falsa. O peso é grandeza vetorial.
IV.Falsa.A tem e a u a grande a
              p r t ré       z escal r.
                                    a
15. d
I. Falsa. Os vetores representados s ã o velocidade s; todas estã o sujeitas mesma
                                                                            à     força.
I Verdadeira.Maiormódulodevelocidade.
 I.
II
 I Verdadeira.
    .


16. c
                                    Av.AmintasBarrosSen. Salgado FilhoAv.Nascimento de CastroAv.Antônio BasílioAv.Xavierda SilveiraABNLOS
                                                                                                                                        SESONENO


• Δr = 400300 () ()
             22 +  s        Δr = 500 m
• Direção:oest les e
               e- t
• Sentido:les e
             t
17. d
Foi reali a umdesloca en de400 mnahorizonta e 300 mna vertica portan
        z do         m to                  l                 l,     to:

d2 = 300 + 400 = 90.000 + 160.000 = 250.000 s d = 500 m
        2     2

18. d
Observandoa figura,conclu m s:
                           í o
I.Corret  a.
                                                                                     – a3j2i
–aij= +23
I Correta.
 I.
↑=   bj2
        II
         I Correta.
           .
                                                                                       bc–i

bci + =
   19. a
     Aceleraçãovoltadaparao centrodatra e ó
                                       j t ria.
     20. e
     Como não exist desliz m n o,o vetoré nulo.
                   e      a e t
     21. a
                                                                                     aCPaTaR
     22. b
     23. d
        I. Correta. Numa curva, por exe p o, a pessoa mais ext rn ao raio da curva terá maior
                                       m l                    e a
        velocidade.
        I Correta.Amboscaem
         I .                 damesm altur soba influênciadames a
                                     a     a                     m acel r
                                                                        e ação.
        II
         I Incorre a.
           .      t No MCU, o módulodev podeserconstan e,
                                                       t masaindaassimexist acel r
                                                                           e    e ação.
     24. e
     Δrx= 0; Δry= 4 m; Δdx= 10 me Δdy= 8 m
     25. c
                                                                                   SNOLv vVvP
                                                                                        R


     vvv      =     R      22 )  ) R
        RPV222 + s v = 6080 ( + ( s v = 100 km/h
     Conforme figura:sudes e
                a               t
     26. a
                                                                                         v
     O vetorvelocidade tangent à tra e ó
                      é       e     j t ria,conformemostra figura.
                                                          a
27. b                                                         O valormaispróximoé 6.400 m.
Como os vetore velocidade e acele aç
               s                   r ão
  possue as mes a direções, o movimen
        m       m s                  toé
  uniforme e t variado.
          m n e
                                                              Capítulo 2 Conceitos bási cos e leis de
28. a                                                         N ewton
O   vetor acel r
               e ação centr p t é radial e
                           í e a
    orientadoparao centrodacurva.                                 Conexões
29. c                                                             1. Quando o trem do metrô se move com
De A para B, o movimen       to é circular                        velocidade constan e e em linha reta, ele
                                                                                     t
   uniforme e t retardado. Portanto, exist
           m n e                           e                      não apres t acel r
                                                                           en a     e ação.Nessecaso, eleé
   acele aç
        r ão    tangencial   e   acele aç
                                      r ão                        considerado um refer    encia inercial. Ao
                                                                                               l
   centr p t .
        í e aAssim:                                               reduzir a velocidade, o tre    m apres t
                                                                                                         en a
• vetorvelocidade:I I
                   I(tangen e tra e ó
                           t à    j t ria)                        acele aç
                                                                       r ão e, portan  to, não é considerado
• vetoracel r
           e ação:I (resu t n e
                         l a t )                                  umrefer encia inercial.
                                                                               l
30. c                                                             2. De acordocomo texto,a forçacentr f ga
                                                                                                     í u
                         vABCv= cos 60º60º                        é uma força fict ci que só se manifes aem
                                                                                   í a                 t


v ⋅ cos60° = ACtΔ s 2 ⋅ 12 = 10Δt s Δ = 10 s
                                                                  um refer  encia não inercial. Já a força
                                                                                 l
                                                                  centr p t é a resu t n e das forças
                                                                        í e a            l a t
                                    t                             necessária para o corpo descre e uma
                                                                                                    v r
                                                                  curva, do ponto de vista de um referencial
                                                                  inercial.Portanto, não temsentido falarem
A dist n
      â ciapercorridaé:                                           paraçãoe reação.



d = v ⋅ Δt s d = 2 ⋅ 10 s d = 20 m
                                                                  Exercícios complementares
                                                                  9. Paraseobtera máximaresultant o ângulo
                                                                                                 e,
                                                                  formadoentre      elas deve  serde0°.
                                                                  Portanto:FR = F1 + F2 (me m direçãoe mes
                                                                                               s a        mo
31. d                                                             sentido)


• Δr1 = v ⋅ Δt = 20 ⋅ 14 s Δ 1 = 5 km;S wN
                                                                  Assim:FR (máx.)= 10 + 4 = 14 N
                                                                  Para se obtera resul a t m ni a,o ângu
                                                                                             t n e í m     lo
         1                 r                                      formadoentre      elas deve  serde180°.
                                                                  Portanto: FR = F1 – F2 (me m direção e
                                                                                                   s a
                                                                  sentidosopostos      )
• Δr2 = 5 km;60° coma direçãoanterior.                            Assim:FR (mín.) 10 – 4 = 6 N
                                                                                 =
Assim,temos:                                                      10. A resultant das duasforçasde 10 N de
                                                                                 e
                         60ºº r1 1 r22 rRR                        intensidade perp dicular s
                                                                             e    en      e entre é:
                                                                                                 si
                                                                  FR = 1010 () () FR = 102N

ΔrR = Δ + Δ ⋅Δ⋅Δ⋅rrrr
                                                                           22 +  s
                                                                  Para se equilibrar a ação dessa duas
                                                                                                     s
                     1222122–cosθ
                                                                  forças, a intensidade da terceira força
                                                                  deverá ser igualà intensidadeda resul a t
                                                                                                       t n e
                                                                  dasduasforças.
SendoΔr1 = Δr2 = 5 kme θ = 120°, vem:                             Assim:


ΔrR = 552512 () () ⋅−)2 2 1
                  ⋅()                        s Δ R = 352⋅()
                                                                  F3 = FR = 102 N
                                                                  11. O módulo da força resultant no eixo
                                                                                                 e
            222 +      5 5 –                   r
                                                                  horizonta é:
                                                                           l
                                                                  FRx= 20 + 60 − 50 s FRx = 30 N
                                                                  E o módulo da força resu t n e no eixo
                                                                                                 l a t
        Δ
    s s rR = 53 km
                                                                  ver tica é:
                                                                          l
32. e                                                             FRy= 60 − 40 − 20 s FRy= 0
• v=    ΔΔ st= 403km1h25min= 403km1,42h s v =                     Portanto, o módulo da força resul a t é
                                                                                                   t n e
        284 km/h                                                  igualao móduloda forçaresu t n e
                                                                                             l a t no eixo
•   velocidade constan e (em módulo) nas
                      t                                           horizonta FR = FRx = 30 N
                                                                             l:
     curvas:                                                      12. e


a = vR s 0,1 ⋅ g = vR ín.s Rmín.= 284360110 ,,2 3 s
                                                 ⋅
                                                                                   FAFBFCFEFAFEFD

                                                              4
 c    2              2m                    2  86
                                               40



        Rmín.= 6.223 m
De acordocoma figuraanterior,temos:                                  7. c
F F F F F F B E C D A C + = + = e                        O fato de se apoiar no bastão apenas
Portanto,a forçaresul a t podeserescrita
                     t n e                                           distribui seu próprio peso, que no prato da
  como:                                                              balançacontinuasendoo mes     mo.

F F F F F F F F A D B E C C R R = +   ()+   +   ()   8. e
                                                                     Peloprinc p da ação e reação, a forçaque
                                                                              í io


           ⋅ s3
                                                                     A fazemB é a mes a
                                                                                     m emmóduloque B fazem
                                                                     A. I so
                                                                         s constituiumparaçãoe reação.
    + =
                                                                     9. a = ΔΔ vts a = 10 0 2 5 −, = 4 m/s2




                                                                       FR = m⋅ a s FR = 70 á 4 = 280 N
Emmódulo,temos:



FR = 3 ⋅ 10 s FR = 30 N

                                                                     10. d


21. d                                                                  • FR = m ⋅ a = 2,0 ⋅ 3,0 s FR = 6,0 N
                                                                               1   1
Maria não interag   e diret m n e com o
                            a e t
  banquinho. Ela interage com João, que, por
  sua vez, interagecom o banquinho. Assim, a


                                                                       • FR = m ⋅ a s 6,0 = 1,0 ⋅ a s a = 6,0 m/s
  força que João, com seus pés, aplica no
  banquinho é igual,emmódulo, à forçaque o                                     2   2               2   2         2
  banquinhoaplicaemJoão.
22. d
De acordo com o princ p  í io da inércia, a                          11. c
  alt rn ti a é a únicaafirmaçãocorret
     e a v d                           a.
                                                                     Sendo a forçamáximaiguala 1.800 N, paraum
23. V – F

                                                                     carrode900 kg, temos:F = m⋅ a s 1.800 = 900
I .
 INão é necessário que exist conta
                            a     to direto.
    Como exe p o, temosa força peso de um
             m l
    corpo,cuja reaçãoestánaTerra.
24. d


                                                                     ⋅ a s a = 2 m/s
Entre as alt rn ti a apres t d s, a única
             e a v s        en a a
  que explicao uso do cinto de segurançaé a
  alt rn ti a
     e a v d.                                                                       2




Tarefa proposta
                                                                       12. a)Sobrea caixa,temos:
1. b                                                                                        500 kg PF

• Paraumângu de0°: FR = 5 + 7 = 12 N
            lo                                                         Como a         caixa sobe “aceler a e t
                                                                                                        ad m n e”,
• Paraumângu de180°: FR = 7 – 5 = 2 N
            lo                                                         temos:



                                                                       F – P = m ⋅ a s F – 500 ⋅ 10 = 500 ⋅ 0,5 ∴ F =
2. c


FR2 = T2 + T2 = 2 ⋅ T2 s FR = 2 ⋅ T

                                                                       5.250 N

3. d                                                                   b) Pelo princ p da ação e reação, se a
                                                                                     í io
                                                                       empilh eiraexerceumaforçana caixade
                                                                             ad
A   moto reali a um movimen
              z            to retil n o e
                                   í e
                                                                       5.250 N, a caixaexercena empilha
                                                                                                      deirauma
   uniforme.Portanto:
                                                                       força de mes     mo módulo, em sentido
FR = 0
                                                                       contrário. Assim,temos:
4. d
                                                                       Pemp.+ F = N emp.s
Como o navio estáemMRU (movim toretil n o
                               en        í e


                                                                       s 1.000 ⋅ 10 + 5.250 = N emp.s Nemp.= 15.250 N
    e uniform ),
              e temosumreferencia inercial.
                                 l
5. a)R 1.000N



                                                                     13. d
                                                                     FR = F1 – F2 = 140 – 40 s FR = 100 N
                                                                     Ainda:



                                                                     FR = m⋅ a s 100 = 100 ⋅ a s a = 1,0 m/s2

| R| = 1.000 N s Módulo:1.000 N
Direção:vertica no planodafigura
                   l
Sentido:parao norte                                                  14. a = Fm= 12 6 s a = 2 m/s2

b)FR = má a s 1.000 = 20.000 á a s a = 0,05 m/s


                                                                     v = v + a ⋅ ts
                                               2


    6. e
        I.Referencial inercial.                                           0

        I Lei dainércia.
         I.
        II
         I Lei dainércia.
            .
s v = 0,4 + 2 ⋅ (1,5– 0,5)s v = 2,4 m/s
                                              15. c
                                          5
Emmódulo:F1 = F2 s m ⋅    ΔΔ vt = m ⋅ ΔΔ vt s
16. c
A carga deve esta firme e t amarr a no
                   r     m n e       ad
  caminhão para que, se houver redução de                                                                 1          1   2       2

  velocidade, ela não continue em movimento
  porcausadainércia.
17. c

                                                                                      sm ⋅ v = m ⋅ v s
I.(F)Entre 4 e t , o movimen é uniform
           t    5           to         e.
I .(V) De 0 a t , o movimen
 I              4             to é acel r do e,
                                       e a                                              1   1   2   2
     quando     a    veloci ade é
                          d          máxima, a
     acele aç é zero.
           r ão
II
 I (V)
   .


                                                                                      s 90 ⋅ 2 = 75 ⋅ v s v = 2,4 m/s
18. b
a = ΔΔ = vt80 5 = 16 m/s2                                                                              2   2




FR = m⋅ a = 500 ⋅ 16 = 8.000 N                                                        24. a
                                                                                      25. a
                                                                                      SendoF a forçaresul a t temos:
                                                                                                         t n e,



                                                                                          tota ⋅ a s F = (4+ 8)⋅ 1 s F = 12 N
19. e
                                                                                      F= m    l
              1 20 4060 80 100 v (m/s)2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t (s)1   234
• Dist n
      â ciapercorridade0 a 14 s:
Δs N A1 + A2 + A3 + A4 s                                                              26. a
                                                                                        • De 0 a t temosacel r
                                                                                                             e açãoconstan ee
                                                                                                                           t

s Δs = 80 8 2⋅ + 80 ⋅ 2 + 80 20 2+ ⋅ 2 + 20 1 2⋅ s
                                                                                                   1

                                                                                        positiva.
                                                                                        • De t a t temos
                                                                                              1   2     velocidadeconstan e: =
                                                                                                                         t a
                                                                                        0
                                                                                        •  De t em diante temos acel r
                                                                                                 2                      e ação
                                                                                        constan e positiva.
                                                                                                  t e
s Δs = 320 + 160 + 100 + 10 s Δs = 590 m

                                                                                      Sendo FR = m ⋅ a, o gráfico corre
Assim,temos:
I.Errada.Nos primeiros8 s, elepercorreu320                                                                             to está na
      m.
I .
 ICorreta. De 0 a 8 s: 320 m; de 8 a 9 s: 80 m.
      Total 400 m
           =                                                                          alt rna v a.
                                                                                         e   ti a
II
 I. Corret Velocidadeconstan eem módulo,
           a.                     t                                                   27. b
      direçãoe sentido(tra e ó
                           j t ria retil n a .
                                        í e )
                                                                                         I. Errada. Para a = 0: pêndulonavertical.
IV.Corret Entre
           a.     10 e 12 s: a = ΔΔ vt= 20 80 2−
                                                                                         I Corret Movimen acel r do:pêndulo,
                                                                                          I.      a.         to    e a
        s a = – 30 m/s2
                                                                                         porinércia,à esquerda  davertical.
                                                                                         II
                                                                                          I Errada.VercomentáriosI I .
                                                                                             .                      e I
                                                                                         IV.Errada.Movimen  toretardado: pêndulo,

Emmódulo:a = 3 ⋅ g s FR = m⋅ 3 ⋅ g s FR = 3 ⋅ m⋅ g
                                                                                         porinércia,à direitadavertical.
                                                                                    V. Corret VercomentárioIV.
                                                                                               a.
                                                                                      28. e


                                                                                      F – P = m⋅ a s 95 ⋅ 103 – 1.500 ⋅ 10 = 1500 ⋅ a s
20. a


v = v + 2 ⋅ a ⋅ Δs s 5,02 = 02 + 2 ⋅ a ⋅ 25 s
 2   02




s 25 = a á 50 s a = 0,5 m/s2                                                          s 95.000 – 15.000 = 1.500 ⋅ a s 80.000 = 1.500


FR = m⋅ a = 6,0 ⋅ 0,5 = 3,0 N

                                                                                      ⋅ as
21. a
I. Correto. A massa é uma m e di da da inércia do corpo.
                                                                                      s a = 800 15 H 53 m/s2




I Errado.FR = m⋅ a
                                                                                      29. c
 I.
                                                                                      De acordo com o gráfico, como a velocidade
                                                                                      perm ec cons
                                                                                           an e      tant a partir de 1,2 s,
                                                                                                          e
                                                                                      podemos afirm  ar corret m n e que a
                                                                                                                 a e t
II
 I Errado. Ação e reaçãonão seaplicam
   .                                 sobre
                                                                                      resul a t deforçasé nulasobreo obje
                                                                                            t n e                            to.
     o mesmocorpo.
                                                                                      30. c
22. c
I. Correta.
I Errada.Difere no sentido.
 I.            m
II
 I Correta.
    .
   23. a
De acordocoma leideaçãoe reação.

FR = Fap. – Fres. s m ⋅ a = Fap. – Fres.s m ⋅ 2 2 ⋅ Δs t =
                                                             Capítulo 3 Forças da mecânica
Fap.– Fres.s                                                     Conexões

s 800 ⋅ 2 25 400 ⋅ = Fap.– 100 s Fap.= 200 N
                                                                 Estaatividadepodeserreali ad em grupos.
                                                                                           z a
                                                                 Cada grupo usa uma mola diferen e, mas o
                                                                                                t
                                                                 bloco e a super í i horizonta deve ter
                                                                                f ce          l     m
                                                                 pratica e t o mesmo grau de polimen
                                                                        m n e                          to.
                                                                 Coloque
31. b                                                        6
32. a
os resul a
        t dos obtidos pelos grupos em uma

                                                     • Poliamóve 5: T5 = 2 ⋅ 72.000 = 144.000 N
  tabe ae discutaessesvalore com basena
      l                       s
  quest propost
        ão        a.                                            l
Dentro da marge de erro exp
                 m             eri en a o
                                  m t l,
  coeficient e de atri o estático depende
                       t
  soment da natur z das super í i s em
         e           e a          f ce               O peso máximo é 144.000 N. Devemos lembr r a
  contato. Portan to, os resu t dos obtidos
                             l a                       que, para iniciar o movimento, a tração no
  com diferen e molas(comprim toiniciale
              t s              en                      cabo deve ser ligeira e tm n e maior que
  constan e elástica deve ser os mes
           t         )    m            mos,            144.000 N.
  desde que os blocos e as super í i s de
                                   f ce
                                                     12. d
  apoio apres t m os mesmos graus de
               en e
                                                     Como o ele ador está subindo com velocidade
                                                                   v
  polimen to.
                                                        constan e, a força resu t n esobre ele é
                                                                  t                    l a t
                                                        zero.Dessemodo, a intensidade        da traçãono
                                                        cabo que liga o elev        ador ao contrap so é
                                                                                                    e
Exercícios complementares                               igual à intensidadedo peso do contrap so.    e
9. No bloco1: FR = P1 − T
                   1
                                                        Como as forçasno ele adorsão peso (para
                                                                                     v
No bloco2: FR2 = T − P2                                 baixo), traçãodo motor(paracima)e tração
a) Como o módulo da acel r
                         e ação é o mesmo               do contra e (para
                                                                     p so        cima),temos:
     paraos doisblocos,temos:                        Tmotor+ Tcontrapeso= Pelevador
                                                     Logo:
(m + m )á a = P1 − P2 s (6,0 + 4,0)á a = 60 − 40 s
  1   2
                                                     Tmotor= Pelevador− Pcontrapeso
s a = 2,0 m/s2
b)Na equaçãodo bloco1, obtemos:                         21. b
                                                        144 km/h= 40 m/s


6,0 ⋅ 2,0 = 60 − T s
                                                        v² = v + 2 ⋅ a ⋅ Δs
                                                              02                s 0 = (40) + 2 ⋅ a ⋅ 250 s a =
                                                                                         2




s 12 = 60 − T s T = 48 N                                −3,2 m/s2
10. c

                                                        FR = Fat.s m⋅ a = μ   ⋅ m⋅ g
O pesodacaixaé:



P = m⋅ g = 0,800 ⋅ 10 s P = 8,0 N
                                                        Emmódulo,temos:

Como a tração máxima é 9,6 N, a força                   μ = ag=3210, s        μ = 0,32
  resu t n e na caixa pode ser, no máximo,
       l a t                                                 22. a)FAa = μA á N A = 0,3 á 10 á 10 = 30 N
  iguala 1,6 N. Sendo m = 0,8 kg, a acel r
                                        e ação               FBa = μB á N B = 0,2 á 15 á 10 = 30 N
  máximaé:
                                                             FR = F – FAa– FBas (m + m ) á a = 185 – 30 –

FR = m⋅ a s 1,6 = 0,8 ⋅ a s a = 2,0 m/s
                                                                                  A   B


                                                             30 s
                                       2                     s 25 á a = 125 s a = 5 m/s2

                                                             b)FTF Ra = −
                                                                  AA        s m á a = T – 30 s 10 á 5 = T – 30
                                                                               A


Para umatração maior que o peso, o elev  ador           23.sc = 80 N
                                                             T
  pode estarsu  bindo acel r doou descendo
                            e a
  retard ado. Portan to, a alt rn ti acorret
                              e a v         a
                                                        24. d
                                                             I. Corret De acordo com os dados: v =
                                                                      a.                        1
  é a c.
                                                             50 m/s. Um corpo emquedalivre,partindo
11. Em cadapoliamóvel,a intensidadeda força                  do repouso, durant 20 s, adquire uma
                                                                                e
   dobra.Assim:                                              velocidade de:
• Poliamóve 1 (maispróxima
           l              do motor):


                                                             v = g ⋅ t= 10 ⋅ 20 s v = 200 m/s= 4 á v
T1 = 2 ⋅ 4.500 = 9.000 N
                                                                                                    1




                                                             I .
                                                              ICorreta.Velocidadeconstan e:FR = 0 s
                                                                                         t


• Poliamóve 2: T2 = 2 ⋅ 9.000 = 18.000 N
                                                             Rar= P
                                                             II
                                                              I Errada.A velocidadeapósumaquedade
                                                                 .
           l
                                                             5,0 mé:



                                                             v = v + 2 ⋅ a ⋅ Δs   s v² = 0 + 2 ⋅ 10 ⋅ 5,0 s v =
• Poliamóve 3: T3 = 2 ⋅ 18.000 = 36.000 N
                                                              2   02


           l

                                                             10 m/s
                                                             Como a velocidadelimit v é iguala 7 m/s,
                                                                                   e 2


• Poliamóve 4: T4 = 2 ⋅ 36.000 = 72.000 N
                                                             temos:v > v2


           l
                                                        Tarefa proposta
                                                        1. b
                                                        Forçapeso:vetorvertica parabaixo.
                                                                              l
                                                        2. d
• Figura1: TA1 = TA2                                               No entan  to, como a acel r
                                                                                              e açãodo bloco
  • Figura2: TTBB12=                                                 é nula,a forçaresu t n e zero.
                                                                                         l a té
  • Figura3: TTCC12=
                                                                   5. a


SendoTC2 = 2 ⋅ TB2 e TB2 = TA2, temos:
                                                                     • I in
                                                                        m ênciademovimento:



                                                                     Fat.=   μ⋅ N (I)

TA1= TA2 = TB1 = TB2 < TC1 = TC2
3. d                                                                 • Equil b io:
                                                                            í r



  • Fat.(máx.)=   μest.⋅ N = 0,8 ⋅ 1.200 ⋅ 10 s Fat.(máx.)=          ΣFx= 0 s F ⋅ cosθ = Fat.=   μ⋅ N (II)


  9.600 N

                                                                     ΣFy= 0 s F ⋅ senθ + N = P ( I )
                  μcin. ⋅ N = 0,6 ⋅ 1.200 ⋅ 10 s Fat.(cin.)=
                                                                                                II
  • Fat.(cin.)=




                                                                     Em( IN = P – F ⋅ senθ
  7.200 N
4. e                                                                    I):
  • Primeirasituação,temos:F1 = Fat.= 12 N
  • Segunda situação, temos: FR = F1 – F2 –

  Fat.= 0 s Fat.= 9 N
                                                               7
  (Aforçadeatritoestáticoé variáve )
                                  l.
Substituindoem( )
               I:

                                                            • Parao bloconão desli a FR = Fat.s m⋅ a =                  μe ⋅ N
        μ⋅ (P– F ⋅ senθ) s Fat.= μ⋅ P – μ⋅ F ⋅ senθ
                                                                                 z r:
Fat.=


                                                                   s
Substituindoem( I :
               I)


                                                            s m⋅ a = μe⋅ m⋅ g s a = 0,8 ⋅ 10 = 8,0 m/s
F ⋅ cos θ =     μ⋅ P – μ⋅ F ⋅ senθ s F ⋅ (cosθ + μ⋅ senθ)
                                                                                                      2




                                                            • O módulodeF é:


        =   μ⋅ P s                                          F = (m + m )⋅ a s F = (0,2 + 0,1)⋅ 8,0 s F = 2,4 N
                                                                  c   b




s F = μθμθ⋅+ ⋅Pccoosssseenn
                                                            9. c


                                                            • Fat.(máx.)=   μe⋅ m⋅ g = 0,4 ⋅ 0,5 ⋅ 10 s Fat.(máx.)= 2 N

6. a)dL TTP_− d2

                                                                   • Fat.(cin.)=   μc ⋅ m ⋅ g = 0,2 ⋅ 0,5 ⋅ 10 s Fat.(cin.)= 1


                                                                   N
                                                                   • ParaF = 7,5 N, temos:



                                                                   F = (m + m )⋅ a s a = 75205,,+ = 3 m/s
                                                                         p   b                           2




                                                            • Portanto,a forçaresu t n e
                                                                                  l a t no blocoé:



                                                                   FR = m ⋅ a = 0,5 ⋅ 3 s FR = 1,5 N
                                                                         b




                                                                   Sendo FR < Fat. (máx.) o bloco acompanha o
                                                                                        ,
                                                                   movimen dapla a
                                                                          to         t for a.
                                                                                            m
                                                                10. a
                                                                Enquanto o corpo é acel r do atéatingir a
                                                                                       e a
Na situaçãodeequil b
                  í rio:                                        velocidadetermina temos:
                                                                                 l,


2T = P s 2T = m⋅ g s T = 60102⋅      s T = 300 N                P – kv= m⋅ a s a = mgkv − s a = g – kvmá
                                                                                       máá



b)_− d2ThTxTy                                                   Paramet e
                                                                       ad davelocidadeterminal:

                                                                a = g – kvmá 2 s a = g −kvm2 ( )
                                                                           T               T  I
                                                                Apósatingirv , temos:MU
                                                                               T

                                                                Assim:

                                                                P= R       s m á g = k á v s v = mgká (substituindoem
                                                                                          T   T

                                                                a = g − g2 s a = g2

                                                                11. FaPg



2T ’ = P s Ty = 300 N
  y          ’                                                  P – Far = FR s m ⋅ g – Far = m ⋅ a s 0,25 ⋅ 10 – Far =
Usandoseme h nçal a   detri ng lo
                          â u s:

ThTd ’’ = − =2
    yx               s 300305=TTxx s = 50 N
                                  ’,’



                                                                0,25 ⋅ 2 s
7. c
A únicaforçaque atuasobrea bolaé a força
   peso.
8. c
                                                                s Far= 2,5 – 0,5 s Far= 2 N
                                                                12. e
                                                                                            e RPT
                                                                                             F
FTPT sen=⋅=   ⋅⋅ e = θθ cos
                                                 13. c
                                             tgtg°9,8 á á , θ = = = = = P Fmgmaaaa45198 998 , m/s
                                                                                       ss  2
    R             n                      s
                                                 14. Observe figura:
                                                            a
                                                                     OFNP




      ⋅
maTmgT=   ⋅⋅= ⋅⋅ ⋅ Tsen( )I ) cos
                        I( I
                           θθ




          Ipor( Iag= tgθ s a = g ⋅ tgθ
                                             8
Dividindo( )   I):
Na vertica temos:FRV = 0 ∴ P = N + F ⋅ senα
                                                     17. e
                                                     Observe figura:
                                                            a
          l,                                                                         αα
                                                     Velocidade constan e: R = 0
                                                                       t F
                                                     As forçasna caixasão: pesoe contato(normal
Quando ocorrerperdade contato,teremo N
                                    s                  e atrito).
  = 0 e, portanto:
                                                     18. c

P = F ⋅ senα s 5 = 10 ⋅ senα = senα = 12 s α = 30°
                                                                                  L 2 m 30º

                                                        sen30° = 2L s L = 2 05 ,= 4 m
                                                        Sematrito:



                                                        a = g ⋅ sen30° = 10 ⋅ 0,50 s a = 5 m/s
A resul a t no bloco é dadapor: F ⋅ cos α = m
                                                                                              2

       t n e




                                                        L = 12 ⋅ a ⋅ t s 4 = 12 ⋅ 5 ⋅ t s t= 85 s
   ⋅ ax
                                                                      2                2




                                                        s t= 2 25 s t= 2 10 5 s

10 ⋅ cosα = 0,5 ⋅ a s 10 ⋅ cos30° = 0,5 ⋅ a s
                   x                       x            19. Analisandoasforçashorizontais,temos:
                                                                              AF B C T1 –T1 T2 –T2




s ax= 10 3 2 05 ⋅ ⋅ , s a = 10 3 m/s
                         x          2                   Bloco A: T1 = m ⋅ a
                                                                       A




                                                        Bloco B: T2 – T1 = m ⋅ a
Como 3 = 1,73, temos:a = 17,3 m/s
                      x          2

15. Observe figura:
           a
                                                                            B
                         m MF T T R Pm Pm

No corpodemassa temos:(equil b io
               m,           í r )



T = Pms T = 2,5 ⋅ 10 = 25 N
                                                        Bloco C: F – T2 = m ⋅ a
                                                                           C




No corpodemassaM, temos:(equil b io
                              í r )


                                                        F = (m + m + m )⋅ a
R + T = PM s R + 25 = 6,5 ⋅ 10 s R = 40 N
                                                              A   B   C




                                                        Assim:


Como F = 2T, vem:F = 2 ⋅ 25 = 50 N
                                                        6 = (2+ 5 + m )⋅ 0,6 s
                                                                     C




16. b                                                   s 10 = 7 + m s m = 3 kg
                                                                    C   C




• Figura1: F = Felás.s F = k ⋅ x ( )
                                                        20. Observe figura:
                                                                     a
                                1 I                                         T –T AB F 2,0 kg 6,0 kg

                                                        Analisandoa resu t n e
                                                                        l a t do siste a,
                                                                                      m temos:



                                                        Bloco A: FR = m ⋅ a s FR = 2 ⋅ 2 s FR = 4 N
• Figura2: P = Felás.s P = k ⋅ x ( I
                                                                       A
                                2 I )




                                                        Bloco B: FR = m ⋅ a s FR = 6 ⋅ 2 s FR = 12 N
                                                                       B
SendoF = Fat.(máx.)s F =    μ⋅ N = μ⋅ P ( I )
                                         II


                                                        21. N Fx Fy y
Substituindo( ) ( I
             Ie I ) ( I )
                   em I I,
                         temos:



k xk x⋅ =   ⋅ ⋅ 1 2 μ s μ= xx 2 0 10 = , s μ= 0,2
                             12
P + Fy= N s P + F á senα = N   s                           22. Observe figura:
                                                                      a



s 4 + 10 ⋅ 1 2 1 5 ,, = N s 4 + 12 15 ,s N = 4 + 8 =
                                                                         30º 2,0 m/s2 m · g N Ax y

                                                       9


12 N
A forçaresul a t no blocoé R = m⋅ a. Assim:
            t n e                                           m= 0,05 g = 0,05 ⋅ 10–3 kg




R = 2,0 ⋅ 2,0 s R = 4,0 N                                   Velocidadeconstan e: at.= P = m⋅ g = 0,05 ⋅ 10–3
                                                                             t F




Emx, temos:R = N      ⋅ sen30° – A ⋅ cos30° ( )
                                             I                    ⋅ 10 =




Emy, temos:N á cos30° + A ⋅ sen30° = P (II)                 = 5,0 ⋅ 10–4 N



Substituindoos valores:                                     26. a
De ( ),
    I vem:


                                                            N = P = Pn = P ⋅ cos30° = 1 ⋅ 10 ⋅ 3 2 = 5 ⋅ 1,7 = 8,5
4= N    ⋅ 12 – A ⋅ 3 2 s N = 8 + 3 A

                                                                  N
De ( Itemos:
    I),


                                                                       μ⋅ N = 0,1 ⋅ 8,5 = 0,85 N
    ⋅ 3 2 + A ⋅ 12 = 20 s N = 40 3 − A
                                                            Fat.=
N




                                                            Pt= P ⋅ sen30° = 1 ⋅ 10 ⋅ 0,5 = 5 N
Portanto:



(8+ 3 ⋅ A)3 = 40 – A s 8 3 + 3A + A = 40 s



                                                            FR = Pt– Fat.s m⋅ a = 5 – 0,85 s 1 ⋅ a = 4,15 s a = 4,15

s A = 40 8 17 4 − ⋅ , s A = 6,6 N
                                                                  m/s2

                                                            27. c
Direçãoe sentidoindicadosna figura(para e a
                                       l l


                                                            F A at. PB s μe⋅ N A = m⋅ g s 0,30 ⋅ 100 = m ⋅ 10 s m= 3,0
   ao planoincli adoe paracima).
               n
                                                                  =

23. F ⋅ cosθ = f s F ⋅ cosθ = μC ⋅ N
                at.

                                                                  kg
                                                            28. d

∴ N F = ⋅ cosθ μ C ou
                                                            A forçaindicadapelabalançaé:



                                                            N = m⋅ (g+ a)s N = 2 ⋅ (10+ 3)s N = 26 N




          ⋅ ⋅ ⋅ +cos cosθ μ θ θ
                                                            29. m m 2m T1 T1 T2 T2 P1 P2
N mg =                            C   sen




24. b
F   =  N (equil b io horizonta ) e Fat. =
                í r           l                        P
    (equil b io
          í r vertica )
                     l



Fat.= P s μest.⋅ N = m⋅ g s 0,4 ⋅ F = 10 ⋅ 10 s F = 250 N


                                                                       a)FR = P2 – P1 = m     ⋅
                                                                                         total a s
25. c
s 2m⋅ g – m⋅ g = 4m⋅ a s m⋅ g = 4m⋅ a s a = g4
                                                               32. a)Velocidadeconstante:T = P + A s T = m


                                                               ⋅ g+ As



  b)FR1 = T1 – P1 s T1 = m ⋅ g4 + m ⋅ g s T1 = 5 4 ⋅⋅
                                                               s T = 320 ⋅ 10 + 1.800 s T = 5.000 N

  mg
                                                               b)Subindoacel r do:
                                                                            e a


  FR2 = P2 – T2 s T2 = 2m ⋅ g – 2m ⋅ g4 s T2 = 3 4 ⋅⋅
                                                               N = m⋅ (g+ a)s N = m⋅ g vt+ ΔΔ         s

  mg



                                                               s N = 60 ⋅ 10 1 4 4 + ce os N = 621 N
  30. a) N e F são respectivament os
                                    e
  component s vertica e hori
           e         l     zonta da
                                l
  força R que o chão da caçambaexerce                                              er ,
                                                                                       a
  sobrea caixa.
                      F PN v




  b)v = v + 2a ⋅ Δs s
     2   02
                                                        Capítulo 4 Trajetórias curvas
                                                             Conexões


  s 0 = (20) – 2 ⋅ a ⋅ 100 s 200a = 400 s a = 2
                                                             1. A velocidadeangular a mesma
                                                                                   é       paraos dois
                                                             isótopos, pois ω = 2 á π á f, e a frequência é
           2                                                 igualparaambos. Paraa velocidadeescal r,    a
                                                             temosv = ω á R, em que R é o raio da órbita.
                                                             Como o U-238 possuimassa    maiorqueo U-  235,
  m/s 2                                                      seu    raio   de     órbita    é    maior    e,
  Caso a caixa não desli e, a força será
                         z                                   consequen e e t suavelocidadeescal ré
                                                                         t m n e,                       a
  máxima e igual à massa da caixa vez s a
                                     e                       maior.
  acele aç do caminhão:
        r ão
                                                             2. O processodenominado“enriquecimentode

  Fmáx.= 30 ⋅ 2 = 60 N
                                                             ur nio” consist emaumen a a proporçãode
                                                               â            e        t r
                                                             ur nio- 35 em relação ao ur nio-
                                                               â   2                    â   238, que na
                                                             natur z é de0,7%¸ para3,2%.
                                                                   e a

                                                             Exercícios complementares
  Logo: F < 60 N (nadireçãoe no sentidoda
  acele aç do caminhão)
        r ão                                                 9. d
                                                             d = 60 cms R = 30 cm
31. d
De acordocoma figura,temos:                                  f = 150 rpm
                                                        10
2 ⋅ F = P s F = P2 s F = 2 400 2 . s F = 1.200 N
150 volt s
        a 60 s

                                                            F = k á x= FRc s k á 0,04 = 48 ∴ k = 1.200 N/m
x10 s
x= 25 volt s
          a



Se cadavoltatem = 2π          ⋅ R s  = 2π á 0,30 = 0,6π   23. 540 km/h= 150 m/s
                                                            No pontomaisbaixodatra e ó
                                                                                  j t ria:N = P + FRc

   m, então:                                                N = m á gvR+s a2 = 80 á 101503000 +
                                                                         bix                 2        ()8á 1s N =
                                                                                                       (0 .
                                                                                                        )
1 volta 0,6π                                                    1.400 N
25 volta y
         s
y= 15,0π m= 1.500π cm                                       24. b
                                                            Aumen ando o número de volt s para dado
                                                                  t                          a
10. a)Mesmodisco: ω 1 = ω 2 s ωω12 = 1
                                                              interv lo de tem
                                                                     a          po, a velocidade angular


            1553= ⋅⋅= = ω ω
                                                              aumen a. E,
                                                                     t        como o      raio  perm ec
                                                                                                     an e
                                                              constan e, a velocidade escal r tamb m
                                                                       t                        a       é
b)vvrr121122                                                  aumen a. Nesse caso, temos acel r
                                                                     t                             e ação
                                                              centr p t e acel r
                                                                    í e a        e ação tangencial. I so
                                                                                                       s
                                                              significadizerque a forçaresu t n e
                                                                                              l a t possui
                                                              um component centr p t responsáve por
                                                                             e      í e o,           l

                       1553= ⋅⋅= = ω ω
                                                              mant r a
                                                                   e        tra e ó
                                                                               j t ria circular, e     um
c)aarrcent.cent. 2
               1 121222                                       component tangencia
                                                                          e           l, responsáve pelo
                                                                                                   l
                                                              aumen davelocidade.
                                                                     to

                                                                Tarefa proposta
11. d                                                           1. b
Observe que, em uma volt  a compl te a, a
                                                                Os  pontos do       prato do   toca- iscos
                                                                                                    d
  diferençade percursoentreos raios1 e 8 é
                                                                compl t m uma volt em tem
                                                                     e a                a       pos iguais,
  igualao comprim tode umacircunfe
                   en              rência
                                                                portanto   possue   m    mes a
                                                                                            m   velocidade
  deraio 8,0 m. Assim:
                                                                angular.Assim:ω 1 = ω 2


Δs = 2 á π á R = 2 ⋅ 3,14 ⋅ 8 s Δs = 50,24 m
                                                                2. c
                                                                3 pingos2 s
                                                                x86.400 s



                                                                x = 129.600 pingos = 1,3 ⋅ 105 pingos ∴ OG =
12. e


f á RA = f ⋅ RC s f ⋅ 10 = 180060. ⋅ 90 s f = 270 Hz
 A        C        A                       A                    105
                                                                3. b
                                                                O per o derotaçãodaTerra 24 h. Assim:
                                                                     í do               é
f = f = 270 Hz


                                                                ω = 2224ππT= ⋅
 A   B




Sendov = 2 ⋅ π ⋅ RB ⋅ f , temos:
                                                                                 s ω = π12 rad/h
      B                B




                                                                4. a

v = 2 ⋅ π ⋅ 20 ⋅ 270 s v = 10.800π cm/s
                                                                Na figura,temos:θ 0 = 60° =    π3 = rad
 B                      B
                                                                A velocidade angularé: ω = 243200π.          sω =
                                                                π21600. rad/s


                                                                                       ⋅ ts θ = π3 + π21600. ⋅ t
21. d


     cent.cent. ⋅=   ⋅⋅⋅( ⋅−
                                                                Portanto:θ = θ 0 + ω
FmvRF         =          )
                                                               5. d

                                    ⋅− 72108,
                                                            • 120 rpm= 2 rps
                                                                  Portanto:f= 2 Hz e T = 0,5 s
          910210510 Fcent. =
   −2316211        ssss  N
                                                                  • A velocidadeangularé a mes aparaas
                                                                                               m
                                                                  duasmass s.
                                                                            a
                                                                  • A velocidadelineardependedo raio: v =



                                                                    2π ⋅ R ⋅ f
22. r = 24 cm= 0,24 m
v = ω á r = 10 á 0,24 = 2,4 m/s



Fmvr N= ⋅=
    Rc        ⋅() 2222402448,,
                =
                                                            •   As duas possue m acel r
                                                                                     e ação centr p t
                                                                                                 í e a
                                                                 diferen e
                                                                        t dezero.


                                                                6. R = 20 cm
                                                                d = 24π m
í e r da rodaé dado por: p = 2π ⋅ 0,20
                                                   8. a
                                                   f = 30 rpm÷ 60 s f= 0,5 Hz
O per m t o


                                                   v = 2π ⋅ R ⋅ fs v = 2π ⋅ 5 ⋅ 0,5 s v = 5π cm/s
s p = 0,4π m
1 volta0,4 π m
x24π m                                             Como v = ω á R:
x= 60 volt s
           a

                                                            ⋅ 5 s ω = π rad/s
f=6030 s f =     2 volt s ou peda a a por
                       a         l d s
segundo                                            5π = ω

7. Como existeumúnico orif ciono disco, em
                          í
1 minuto ele deve girar 30 vez s, para
                                 e
receber as30 balas;f= 30 volt s/
                             a min                 9. c
Em    alguns    casos,  a   denominação            Sendo a velocidadeconstan e,a acele aç
                                                                            t         r ão
“frequênciaangular” parecemaisadequada,            centr p t avR =et ptamb m constan e.
                                                        í e a   c  ní
                                                                    r2    é é        t
porém    pode- e
             s     empregar  “velocidade      11
angular” como sinônimo para facilita a
                                     r
explicação.
N – P = Fc s N – m⋅ g =
10. d


f ⋅ R1 = f ⋅ R2 s 100 ⋅ R1 = f ⋅ (2⋅ R1)s f = 50 rpm
 1        2                   2            2




                                                                          = mv R N ⋅ = ⋅ ()+ ⋅ 2 2 1 080 11 1 20 1 080 10 s
11. c
Como a polia foi montada no mesmo eixo do
     motor:
ω eixo= ω polia
12. e                                                                     s .,.

                                                                          s N = 17.453,3 newtons ou N = 1,75 ⋅ 104
A velocidadedospontosda super í i do lápisé
                             f ce
   dadapor:



v = 2π ⋅ r ⋅ f ( )
                I
                                                                          newtons
                                                                          18. F – F – V – V – F
Como ocorreo desloca en de 15 cm em0,3
                        m to                                                                   α α N PNy Nx
   s, temos:                                                                  I.(F)A resu t n e
                                                                                           l a t devesercompost pela   a s
v = 15 03 ,= 50 cm/s( I
                     I)                                                       três   forçasindicadas        na figura.


                                                ⋅ r ⋅ f = 50 s f = 50
                                                                              I (F)Veja
                                                                               I .       figura.
                                                                              I I Veja
                                                                               I (V)
                                                                                   .     figura.
Ig a a do Ie I ,temos: 2π
  u l n       I                                                               IV.(V)O componen e    t horizonta da reação
                                                                                                                     l
                                                                              do soloé part daresul a t deforças.
                                                                                              e               t n e
                                                                        V. (F)Não há componen e   t horizonta paraforça
                                                                                                                    l


    2314 04 ⋅ ⋅ ,, s
                                                                              peso.
                                                                          19. c
                                                                          Na posição mais baixa, a leitur será maior e,
                                                                                                         a
                                                                          na posiçãomaisalta,menor.Nas posiçõesA e
                                                                          C, as leitur s serão as mes a pois têm a
                                                                                      a                 m s,
s f= 20 Hz                                                                mes a
                                                                              m resu t n e
                                                                                     l a t emmódulo.
                                                                          20. d
13. b
Como o trechocircular o mes
                     é     mo,temos:                                      300 rpm= 5 rpss f= 5 Hz


                                                                          ω = ω 0 + j⋅ ts 2 ⋅ π ⋅ f = 0 + j⋅ 20 s j=       2 π ⋅ ⋅ 5 20
ω 1 = ω 2 s vR vR ’’ =   s vR’ 32 = vR s v’ = 32 ⋅ v


14. e                                                                     s j= π2 rad/s2




                                                                               Δθπ 2= 12 2 2 ⋅ ⋅ jtπ = π π ⋅        ( ) ⋅ 20 8
A   velocidade linear depende do raio do
    ele en
       m to que está girando. Portanto, os
    pontos mais distan e do centro têm as
                      t s                                                 n=                                                     2   s n=
    maioresvelocidadeslinear s.
                            e
15. a                                                                     50 volt s
                                                                                 a
O vetor velocidade é tangent à curva e o
                            e
  vetoracele aç é orientadoparao centro
            r ão                                                          21. Soma= 23 (01+ 02 + 04 + 16)
  dacurva.
                                                                          v = 540 km/hs v = 150 m/s
16. a)A funçãohoráriaé dadapor:                                           R = 450 m
                                                                          m = 70 kg

h = 20 ⋅ cosπ     π 120 ⋅ +
                                                                           p




                                                                          a= 9 ⋅ g
                                          no + 20 (S )
                                          çt        I




                       60 4020 60 120 180 240 t (s)h (m) 0                        (01)Corret ParaR = 250 m, temos:
                                                                                            a.
b)Supondoumavolta cada40 s, temos:
                 a
                                                                                  a = vR a 2 2 150 250 s
                                                                                   c                       c   =   ()=   90 m/s2

ω 0 = 240π   s ω0 = π 20 rad/s= 0,15 rad/s


a = ω 02 ⋅ R =
 c               π 20 2 2= d ⋅ 4 s a = π2 100 m/s = 0,1
                            s       c            2
                                                                                  (02)Correta.Fc = m⋅ vR 2 70 150 450 =
                                                                                                        2                              ⋅(


        m/s2
                                                                                  )s
                            10 20 30 40t (s)ac (m/s )0
                                                  2                               s Fc = 3.500 N (peso= 700 N)
17. No pontomaisbaixo,temos:                                                      (04)Corret a = 150 450 2 ( )= 50 m/s
                                                                                            a. c                      2

                                                                                  ou 5,1 á g
v = 40 km/hs v = 11,1 m/s
(08)Errada.P – N = Fc s m⋅ g – N = m v R v




     R g⋅ =   ⋅ 22s s



     s v = 67,08 m/sou v = 241,5 km/h

     (16)Correta.N – P = Fc s N – mg= mv R⋅   2




12
N mv R mg N mvR g =   ⋅ + ⋅ = + R g2 2 s
                                 mN




N = 70 ⋅ 150 450 10 2 ()+ ) 4 1N 4.200 N
                            5 =
(32)Errada.Variaemcadapontodatra e ój t ria(obser e
                                                 v os itensanteriores).
(64)Errada.A acel r
                 e açãoseriam ni a.
                             í m
22. b
1. Errada.Soment duasforças:pesoe Rar
                  e                    .
2. Correta.Menorresis ênciado ar.
                       t
3. Errada.Diminuio atrito;a bolaperdemenosvelocidade.
4. Errada.No vácuo, o movimen é parabólico.
                              to
23. Soma= 27 (01+ 02 + 08 + 16)
(01)Correta.
(02)Correta.
(04)Incorre a. resu t n e do tipocentr p t .
           t A     l a té             í e a
(08)Correta.
                                                             45° P FC F




FC = P = m⋅ g




FC = 10.000 ⋅ 10 = 100.000 N




(16)Corret F mv R v C =
          a.                          ⋅ = ⋅ 2 2 100 000 10 000 1 000 s . . .


v = 100 m/s= 360 km/h
(32)Incorre a.
            t Depende do ângulo.
24. a
Se o carrorecebe umaforça“extra”do ar, parabaixo(deintensidadeigualà da força
  peso),entãoa intensidadeda forçanorma será iguala duasvez s intensidadeda
                                        l                   e a
  forçapeso.



N = 2⋅ P




F F mv r N mvr mg c a =          ⋅= ⋅⋅= ⋅⋅⋅⋅s s s      22   2μ μ




ss vv2 100 125 2 10 2500 50 = ⋅ ⋅ ⋅ = = , .m s


25. c


F F mv r N mr mg c a =          ⋅= ⋅⋅= ⋅⋅⋅s s s   22   μ μ   v



s v = 100 á 0,4 á 10 = 400 s v = 20 m/s
   2

26. d
No ponto P, a força peso é vertica e para baixo, e a força norma apontapara o
                                  l                             l
   centroda curva. Portanto, a forçanorma atuacomo a resul a t centr p t .A
                                           l                  t n e    í e a
   forçaqueo pilototrocacoma poltrona a forçanorma
                                        é               l.
v = 216 km/h= 60 m/s



N F mv r = =    ⋅= ⋅=   c   N   22   80 6090 3200 .




   27. c
   A única força na bola é a força peso, que age como resu t n ecentr p t .O
                                                          l a t       í e a
   movimen toda bola é circulare uniform a força peso é perp
                                        e:                  endicul rao vetor
                                                                   a
   velocidade.
28. e


      a = vR = 10 5 102 3 ()⋅
       c    2                                 −   s a = 2 ⋅ 104 km/h = 20.000 km/h
                                                     c              2             2




      29. a
         I. Correta.
              I Corret a = vR
               I.     a. c   2

              II
               I Errada.
                 .
      30. b


      Rc = P s mvR mg 2 =                ⋅ s v= R g ⋅



              31. a)CasoI:CasoI :
                               I

C N Fat.P P    C N Rc P

              b)Caso I:



              Rc = Fat.s mv R⋅   2   =   μ⋅ m⋅ g s




              s μ= v R g 2 ⋅ = 10 100 10 2 ()⋅ s μ= 0,1



              c)Caso I :
                      I

              tgθ = RPc s tg45° = mvR mg s
                                        2




              s 1 = v R g 2 ⋅ s v = 100 10 1 ⋅ ⋅ s v = 31,6 m/s



      32. e
      Observ a figuraao lado:
            e
      cos60° = Ri
12 = R°
       = 2R




TT FP R mR mg⋅⋅ = =              ⋅ = ⋅ ⋅ cos° sen° sen°         c   60 60 60 2 2
                                                                               ω   s




s s 1 60 60 2 2 2 ⋅ = ⋅ = sen° sen° ω ω g g



      Substituindoos valores,temos:



      S ( ) ⋅ 10 4 087 2 , s  = 0,72 mou  = 72 cm
       =                                                              30° P R T




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1º física

  • 1. física leis de newton Capítulo 1Cinemática vetorial Conexões 1. De acordocoma figura,temos:a = 6 cmea = 8 cm. O módulodo vetora é dadopor: x y ) ) aa=( + ( =681022scm 2. Observeque: θ + 53° = 90° s θ 37° = 3. Os módulosdoscomponentes aa e valem:  xy a = 0 e a = 10 cm. Portanto:a = a’y= 10 cm x y Exercícios complementares 9. I.Deslocamento umagrandeza é vetorial. I Áreaé umagrande a I. z escal r. a II I Forçaé umagrande a . z vetorial. IV. Velocidade é uma grande avetorial; a indicada no velocmetro de um carro, porém, é uma z í grande a z escal r. a V. In e v l detem é umagrande a t r a o po z escal r. a 10. b Peloteore a m dePitágoras: R= + = + 3491622 s s R = 5 cm 11. c d 1y – d 2yd Rd 2x d2y= d2 ⋅ sen30° = 6 ⋅ 12 = 3 d2x= d2 ⋅ cos30° = 6 ⋅ 32 = 33 d1 = d1y– d2y= 10 – 3 = 7 Peloteore a m dePitágoras: dR222733= + () s dR2 = 49 + 27 s s dR=76 s dRkm=219 12. Soma= 23 (01+ 02 + 04 + 16) (01)Correta.Os módulosdosvetore a e b sãoiguaise val m: s e ) abab== ( + ) ( = = 404040222,,,scm Como os vetore abe possue a mes a s m m direçãoe o mesmosentido,então:s = a + b s s = 8,0 2 cm (02) Corret Traçando o vetor c na continuação do vetor a, obte a. mos um vetor horizonta com origem na origem do vetor a e extr mid ena extr midad do vetor c. l, e ad e e Dessemodo, temos:s = 4,0 cm (04) Corret Como os vetore a e b são iguais, o vetor d é igual ao vetor c, ou sej a. s a, módulode4,0 cm, vertica parabaixo. l (08)Errada.Como os vetore a e b sãoiguais,os vetore d1 e d2 sãoiguais:mes s s momódulo, mes a m direçãoe mesmosentido. (16)Corret Sendo o vetorc vertica parabaixo, o módulodo component horizonta do a. l, e l vetor soma dos três vetore dados é igual à soma dos módulos dos component s s e horizontaisdosvetore a e b. Assim:s = 8,0 cm s x 21. Soma= 25 (01+ 08 + 16) (01)Correta.Nos movimen tosuniform s e podehaver acel r ção centr p t . e a í e a (02)Errada.Emmovimen tosretil n o não há acel r í e s, e açãocentr p t . í e a (04)Errada.Existeacel r ãocentr p t . e aç í e a (08)Correta.Nessecaso, a acel r e açãoé soment tangencial. e (16)Correta.Δs > Δr 22. a No pontoI soment velocidade I: e horizontal. No pontoI I doiscomponen e davelocidade I os : t s comresu t n e l a t tangen e tra e ó t à j t ria. A acel r e açãoé sempr a dagravidade portan e e, to,direcionadaparabaixo. 23. a Como a cada volt os pilotos retorna à posição de largada, o desloca e tovetoria será a m m n l nuloe, portanto,a velocidadevetoria tamb m. l é 24. a)v = 1836, = 5 m/s
  • 2. O desloca en pela ruasseráde900 msemandarnacontra ão. m to s m Como v = ΔΔΔstt 5900= s Δt= 180 s ou 3 min s b)A400m300mA rB vrt m= = Δ Δ 500180á 3,6 = 10 km/h AB
  • 3. 2 Tarefa proposta 1. c Uma grande a z vetoria necessit de um valornumérico (medi a)com a suarespec l a d tiv unidade, uma a direçãoe umsentido. 2. b Da figura,temos:NMQ+ = Logo: MQN= – 3. I I– I I V – I I – JipePostoLoja0200210x (m) I.Corret O jipe a. está200 mà esquerdado posto. I Correta.Δr = 210 – 200 = 10 m I. II I Correta.O jipe . está210 mà esquerdadaloja. IV.Errada.Δr = 0 V. Correta.d = 2 ⋅ 210 = 420 m 4. b Os componen e ortogonais forma entresi um ângu t s m lode 90°, portantopodemosencontra a r intensidadedaforçapesoaplicandoo teore a m dePitágoras. P2 = 120 + 160 = 14.400 + 25.600 = 40.000 s P = 200 N 2 2 5. a 8 km5 kmSNOL6km60ºACBFED No tri n lo â gu ret n u CDE, temos: â g lo DE = CD ⋅ cos60° = 6 ⋅ 0,50 s DE = 3 km Portanto: BF = BD − DE − EF s BF = 8 − 3 − 5 s BF = 0 Assim: AB = AF = CE s AB = CD ⋅ sen60° s s AB = 6 ⋅ 32 s AB = 33 km 6. e 1: acel r e açãodagravidade 2: acel r e açãocentr p t í e a 3: acel r e açãotangencial 4: acel r e açãovariáve tangencia l l 7. d SNOL400km300kmS s O segundoaviãovaipercorrer: Δs2 = 400 + 300 s Δs = 500 km 2 2 Δt = 1 h e 15 min= 1 h + 14 h = 54 h v = ΔΔ= st50054= 400 km/h m 8. b 76543217xy65431.000m500 mCâmaraCatedralPrefeituraAvenida Brasil21â s Na figura,temos: Δs = 1000500 .() () 2500500 ⋅() () 22 + = 22 + s s Δs = 5500 ⋅() Δs = 5005 m 2 s
  • 4. 9. d No pontoP, o automóv l e estácomdoiscomponent s e daacel ração:centr p t , e í e aapontadoparao centrodacurva,e tangencial contrárioao vetorvelocidade(reduzindoa velocidade). aaac t Portanto,o vetoracel r e açãoestámaisbemrepre en a dest maneira. s t do a 10. e I É a acel r I. e açãoresul a t t n e. V. Não necessa ria e t m n e. 11. Observe figura: a Od r A dist n â ciapercorrida:d = 242204ππr= ⋅, s d = π m Deslocam to en vetorial: Δr2 = r + r = (2,0) ⋅ (2,0) = 8,0 s 2 2 2 2 s Δr = 2,0 2 m
  • 5. 3 Velocidadevetorialmédia: vrtv = Δ Δ = = 2024022,,s m/s mm 12. Soma= 19 (01+ 02 + 16) (04)Errada.Vetoresiguais:os módulos,asdireções os sen e tidossãoiguais. (08)Errada.O módulonão depende dadireção. 13. c O módulode v é constan e t emc, pois a e v forma ângu reto, sendo o componen e m lo t tangencial daacel r e açãonulo. 14. d I. Falsa. O peso é grandeza vetorial. IV.Falsa.A tem e a u a grande a p r t ré z escal r. a 15. d I. Falsa. Os vetores representados s ã o velocidade s; todas estã o sujeitas mesma à força. I Verdadeira.Maiormódulodevelocidade. I. II I Verdadeira. . 16. c Av.AmintasBarrosSen. Salgado FilhoAv.Nascimento de CastroAv.Antônio BasílioAv.Xavierda SilveiraABNLOS SESONENO • Δr = 400300 () () 22 + s Δr = 500 m • Direção:oest les e e- t • Sentido:les e t 17. d Foi reali a umdesloca en de400 mnahorizonta e 300 mna vertica portan z do m to l l, to: d2 = 300 + 400 = 90.000 + 160.000 = 250.000 s d = 500 m 2 2 18. d Observandoa figura,conclu m s: í o I.Corret a. – a3j2i –aij= +23 I Correta. I. ↑= bj2 II I Correta. . bc–i bci + = 19. a Aceleraçãovoltadaparao centrodatra e ó j t ria. 20. e Como não exist desliz m n o,o vetoré nulo. e a e t 21. a aCPaTaR 22. b 23. d I. Correta. Numa curva, por exe p o, a pessoa mais ext rn ao raio da curva terá maior m l e a velocidade. I Correta.Amboscaem I . damesm altur soba influênciadames a a a m acel r e ação. II I Incorre a. . t No MCU, o módulodev podeserconstan e, t masaindaassimexist acel r e e ação. 24. e Δrx= 0; Δry= 4 m; Δdx= 10 me Δdy= 8 m 25. c SNOLv vVvP R vvv = R 22 ) ) R RPV222 + s v = 6080 ( + ( s v = 100 km/h Conforme figura:sudes e a t 26. a v O vetorvelocidade tangent à tra e ó é e j t ria,conformemostra figura. a
  • 6. 27. b O valormaispróximoé 6.400 m. Como os vetore velocidade e acele aç s r ão possue as mes a direções, o movimen m m s toé uniforme e t variado. m n e Capítulo 2 Conceitos bási cos e leis de 28. a N ewton O vetor acel r e ação centr p t é radial e í e a orientadoparao centrodacurva. Conexões 29. c 1. Quando o trem do metrô se move com De A para B, o movimen to é circular velocidade constan e e em linha reta, ele t uniforme e t retardado. Portanto, exist m n e e não apres t acel r en a e ação.Nessecaso, eleé acele aç r ão tangencial e acele aç r ão considerado um refer encia inercial. Ao l centr p t . í e aAssim: reduzir a velocidade, o tre m apres t en a • vetorvelocidade:I I I(tangen e tra e ó t à j t ria) acele aç r ão e, portan to, não é considerado • vetoracel r e ação:I (resu t n e l a t ) umrefer encia inercial. l 30. c 2. De acordocomo texto,a forçacentr f ga í u vABCv= cos 60º60º é uma força fict ci que só se manifes aem í a t v ⋅ cos60° = ACtΔ s 2 ⋅ 12 = 10Δt s Δ = 10 s um refer encia não inercial. Já a força l centr p t é a resu t n e das forças í e a l a t t necessária para o corpo descre e uma v r curva, do ponto de vista de um referencial inercial.Portanto, não temsentido falarem A dist n â ciapercorridaé: paraçãoe reação. d = v ⋅ Δt s d = 2 ⋅ 10 s d = 20 m Exercícios complementares 9. Paraseobtera máximaresultant o ângulo e, formadoentre elas deve serde0°. Portanto:FR = F1 + F2 (me m direçãoe mes s a mo 31. d sentido) • Δr1 = v ⋅ Δt = 20 ⋅ 14 s Δ 1 = 5 km;S wN Assim:FR (máx.)= 10 + 4 = 14 N Para se obtera resul a t m ni a,o ângu t n e í m lo 1 r formadoentre elas deve serde180°. Portanto: FR = F1 – F2 (me m direção e s a sentidosopostos ) • Δr2 = 5 km;60° coma direçãoanterior. Assim:FR (mín.) 10 – 4 = 6 N = Assim,temos: 10. A resultant das duasforçasde 10 N de e 60ºº r1 1 r22 rRR intensidade perp dicular s e en e entre é: si FR = 1010 () () FR = 102N ΔrR = Δ + Δ ⋅Δ⋅Δ⋅rrrr 22 + s Para se equilibrar a ação dessa duas s 1222122–cosθ forças, a intensidade da terceira força deverá ser igualà intensidadeda resul a t t n e dasduasforças. SendoΔr1 = Δr2 = 5 kme θ = 120°, vem: Assim: ΔrR = 552512 () () ⋅−)2 2 1 ⋅() s Δ R = 352⋅() F3 = FR = 102 N 11. O módulo da força resultant no eixo e 222 + 5 5 – r horizonta é: l FRx= 20 + 60 − 50 s FRx = 30 N E o módulo da força resu t n e no eixo l a t Δ s s rR = 53 km ver tica é: l 32. e FRy= 60 − 40 − 20 s FRy= 0 • v= ΔΔ st= 403km1h25min= 403km1,42h s v = Portanto, o módulo da força resul a t é t n e 284 km/h igualao móduloda forçaresu t n e l a t no eixo • velocidade constan e (em módulo) nas t horizonta FR = FRx = 30 N l: curvas: 12. e a = vR s 0,1 ⋅ g = vR ín.s Rmín.= 284360110 ,,2 3 s ⋅ FAFBFCFEFAFEFD 4 c 2 2m 2 86 40 Rmín.= 6.223 m
  • 7. De acordocoma figuraanterior,temos: 7. c F F F F F F B E C D A C + = + = e O fato de se apoiar no bastão apenas Portanto,a forçaresul a t podeserescrita t n e distribui seu próprio peso, que no prato da como: balançacontinuasendoo mes mo. F F F F F F F F A D B E C C R R = + ()+ + () 8. e Peloprinc p da ação e reação, a forçaque í io ⋅ s3 A fazemB é a mes a m emmóduloque B fazem A. I so s constituiumparaçãoe reação. + = 9. a = ΔΔ vts a = 10 0 2 5 −, = 4 m/s2 FR = m⋅ a s FR = 70 á 4 = 280 N Emmódulo,temos: FR = 3 ⋅ 10 s FR = 30 N 10. d 21. d • FR = m ⋅ a = 2,0 ⋅ 3,0 s FR = 6,0 N 1 1 Maria não interag e diret m n e com o a e t banquinho. Ela interage com João, que, por sua vez, interagecom o banquinho. Assim, a • FR = m ⋅ a s 6,0 = 1,0 ⋅ a s a = 6,0 m/s força que João, com seus pés, aplica no banquinho é igual,emmódulo, à forçaque o 2 2 2 2 2 banquinhoaplicaemJoão. 22. d De acordo com o princ p í io da inércia, a 11. c alt rn ti a é a únicaafirmaçãocorret e a v d a. Sendo a forçamáximaiguala 1.800 N, paraum 23. V – F carrode900 kg, temos:F = m⋅ a s 1.800 = 900 I . INão é necessário que exist conta a to direto. Como exe p o, temosa força peso de um m l corpo,cuja reaçãoestánaTerra. 24. d ⋅ a s a = 2 m/s Entre as alt rn ti a apres t d s, a única e a v s en a a que explicao uso do cinto de segurançaé a alt rn ti a e a v d. 2 Tarefa proposta 12. a)Sobrea caixa,temos: 1. b 500 kg PF • Paraumângu de0°: FR = 5 + 7 = 12 N lo Como a caixa sobe “aceler a e t ad m n e”, • Paraumângu de180°: FR = 7 – 5 = 2 N lo temos: F – P = m ⋅ a s F – 500 ⋅ 10 = 500 ⋅ 0,5 ∴ F = 2. c FR2 = T2 + T2 = 2 ⋅ T2 s FR = 2 ⋅ T 5.250 N 3. d b) Pelo princ p da ação e reação, se a í io empilh eiraexerceumaforçana caixade ad A moto reali a um movimen z to retil n o e í e 5.250 N, a caixaexercena empilha deirauma uniforme.Portanto: força de mes mo módulo, em sentido FR = 0 contrário. Assim,temos: 4. d Pemp.+ F = N emp.s Como o navio estáemMRU (movim toretil n o en í e s 1.000 ⋅ 10 + 5.250 = N emp.s Nemp.= 15.250 N e uniform ), e temosumreferencia inercial. l 5. a)R 1.000N 13. d FR = F1 – F2 = 140 – 40 s FR = 100 N Ainda: FR = m⋅ a s 100 = 100 ⋅ a s a = 1,0 m/s2 | R| = 1.000 N s Módulo:1.000 N Direção:vertica no planodafigura l Sentido:parao norte 14. a = Fm= 12 6 s a = 2 m/s2 b)FR = má a s 1.000 = 20.000 á a s a = 0,05 m/s v = v + a ⋅ ts 2 6. e I.Referencial inercial. 0 I Lei dainércia. I. II I Lei dainércia. .
  • 8. s v = 0,4 + 2 ⋅ (1,5– 0,5)s v = 2,4 m/s 15. c 5
  • 9. Emmódulo:F1 = F2 s m ⋅ ΔΔ vt = m ⋅ ΔΔ vt s 16. c A carga deve esta firme e t amarr a no r m n e ad caminhão para que, se houver redução de 1 1 2 2 velocidade, ela não continue em movimento porcausadainércia. 17. c sm ⋅ v = m ⋅ v s I.(F)Entre 4 e t , o movimen é uniform t 5 to e. I .(V) De 0 a t , o movimen I 4 to é acel r do e, e a 1 1 2 2 quando a veloci ade é d máxima, a acele aç é zero. r ão II I (V) . s 90 ⋅ 2 = 75 ⋅ v s v = 2,4 m/s 18. b a = ΔΔ = vt80 5 = 16 m/s2 2 2 FR = m⋅ a = 500 ⋅ 16 = 8.000 N 24. a 25. a SendoF a forçaresul a t temos: t n e, tota ⋅ a s F = (4+ 8)⋅ 1 s F = 12 N 19. e F= m l 1 20 4060 80 100 v (m/s)2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t (s)1 234 • Dist n â ciapercorridade0 a 14 s: Δs N A1 + A2 + A3 + A4 s 26. a • De 0 a t temosacel r e açãoconstan ee t s Δs = 80 8 2⋅ + 80 ⋅ 2 + 80 20 2+ ⋅ 2 + 20 1 2⋅ s 1 positiva. • De t a t temos 1 2 velocidadeconstan e: = t a 0 • De t em diante temos acel r 2 e ação constan e positiva. t e s Δs = 320 + 160 + 100 + 10 s Δs = 590 m Sendo FR = m ⋅ a, o gráfico corre Assim,temos: I.Errada.Nos primeiros8 s, elepercorreu320 to está na m. I . ICorreta. De 0 a 8 s: 320 m; de 8 a 9 s: 80 m. Total 400 m = alt rna v a. e ti a II I. Corret Velocidadeconstan eem módulo, a. t 27. b direçãoe sentido(tra e ó j t ria retil n a . í e ) I. Errada. Para a = 0: pêndulonavertical. IV.Corret Entre a. 10 e 12 s: a = ΔΔ vt= 20 80 2− I Corret Movimen acel r do:pêndulo, I. a. to e a s a = – 30 m/s2 porinércia,à esquerda davertical. II I Errada.VercomentáriosI I . . e I IV.Errada.Movimen toretardado: pêndulo, Emmódulo:a = 3 ⋅ g s FR = m⋅ 3 ⋅ g s FR = 3 ⋅ m⋅ g porinércia,à direitadavertical. V. Corret VercomentárioIV. a. 28. e F – P = m⋅ a s 95 ⋅ 103 – 1.500 ⋅ 10 = 1500 ⋅ a s 20. a v = v + 2 ⋅ a ⋅ Δs s 5,02 = 02 + 2 ⋅ a ⋅ 25 s 2 02 s 25 = a á 50 s a = 0,5 m/s2 s 95.000 – 15.000 = 1.500 ⋅ a s 80.000 = 1.500 FR = m⋅ a = 6,0 ⋅ 0,5 = 3,0 N ⋅ as 21. a I. Correto. A massa é uma m e di da da inércia do corpo. s a = 800 15 H 53 m/s2 I Errado.FR = m⋅ a 29. c I. De acordo com o gráfico, como a velocidade perm ec cons an e tant a partir de 1,2 s, e podemos afirm ar corret m n e que a a e t II I Errado. Ação e reaçãonão seaplicam . sobre resul a t deforçasé nulasobreo obje t n e to. o mesmocorpo. 30. c 22. c I. Correta. I Errada.Difere no sentido. I. m II I Correta. . 23. a
  • 10. De acordocoma leideaçãoe reação. FR = Fap. – Fres. s m ⋅ a = Fap. – Fres.s m ⋅ 2 2 ⋅ Δs t = Capítulo 3 Forças da mecânica Fap.– Fres.s Conexões s 800 ⋅ 2 25 400 ⋅ = Fap.– 100 s Fap.= 200 N Estaatividadepodeserreali ad em grupos. z a Cada grupo usa uma mola diferen e, mas o t bloco e a super í i horizonta deve ter f ce l m pratica e t o mesmo grau de polimen m n e to. Coloque 31. b 6 32. a
  • 11. os resul a t dos obtidos pelos grupos em uma • Poliamóve 5: T5 = 2 ⋅ 72.000 = 144.000 N tabe ae discutaessesvalore com basena l s quest propost ão a. l Dentro da marge de erro exp m eri en a o m t l, coeficient e de atri o estático depende t soment da natur z das super í i s em e e a f ce O peso máximo é 144.000 N. Devemos lembr r a contato. Portan to, os resu t dos obtidos l a que, para iniciar o movimento, a tração no com diferen e molas(comprim toiniciale t s en cabo deve ser ligeira e tm n e maior que constan e elástica deve ser os mes t ) m mos, 144.000 N. desde que os blocos e as super í i s de f ce 12. d apoio apres t m os mesmos graus de en e Como o ele ador está subindo com velocidade v polimen to. constan e, a força resu t n esobre ele é t l a t zero.Dessemodo, a intensidade da traçãono cabo que liga o elev ador ao contrap so é e Exercícios complementares igual à intensidadedo peso do contrap so. e 9. No bloco1: FR = P1 − T 1 Como as forçasno ele adorsão peso (para v No bloco2: FR2 = T − P2 baixo), traçãodo motor(paracima)e tração a) Como o módulo da acel r e ação é o mesmo do contra e (para p so cima),temos: paraos doisblocos,temos: Tmotor+ Tcontrapeso= Pelevador Logo: (m + m )á a = P1 − P2 s (6,0 + 4,0)á a = 60 − 40 s 1 2 Tmotor= Pelevador− Pcontrapeso s a = 2,0 m/s2 b)Na equaçãodo bloco1, obtemos: 21. b 144 km/h= 40 m/s 6,0 ⋅ 2,0 = 60 − T s v² = v + 2 ⋅ a ⋅ Δs 02 s 0 = (40) + 2 ⋅ a ⋅ 250 s a = 2 s 12 = 60 − T s T = 48 N −3,2 m/s2 10. c FR = Fat.s m⋅ a = μ ⋅ m⋅ g O pesodacaixaé: P = m⋅ g = 0,800 ⋅ 10 s P = 8,0 N Emmódulo,temos: Como a tração máxima é 9,6 N, a força μ = ag=3210, s μ = 0,32 resu t n e na caixa pode ser, no máximo, l a t 22. a)FAa = μA á N A = 0,3 á 10 á 10 = 30 N iguala 1,6 N. Sendo m = 0,8 kg, a acel r e ação FBa = μB á N B = 0,2 á 15 á 10 = 30 N máximaé: FR = F – FAa– FBas (m + m ) á a = 185 – 30 – FR = m⋅ a s 1,6 = 0,8 ⋅ a s a = 2,0 m/s A B 30 s 2 s 25 á a = 125 s a = 5 m/s2 b)FTF Ra = − AA s m á a = T – 30 s 10 á 5 = T – 30 A Para umatração maior que o peso, o elev ador 23.sc = 80 N T pode estarsu bindo acel r doou descendo e a retard ado. Portan to, a alt rn ti acorret e a v a 24. d I. Corret De acordo com os dados: v = a. 1 é a c. 50 m/s. Um corpo emquedalivre,partindo 11. Em cadapoliamóvel,a intensidadeda força do repouso, durant 20 s, adquire uma e dobra.Assim: velocidade de: • Poliamóve 1 (maispróxima l do motor): v = g ⋅ t= 10 ⋅ 20 s v = 200 m/s= 4 á v T1 = 2 ⋅ 4.500 = 9.000 N 1 I . ICorreta.Velocidadeconstan e:FR = 0 s t • Poliamóve 2: T2 = 2 ⋅ 9.000 = 18.000 N Rar= P II I Errada.A velocidadeapósumaquedade . l 5,0 mé: v = v + 2 ⋅ a ⋅ Δs s v² = 0 + 2 ⋅ 10 ⋅ 5,0 s v = • Poliamóve 3: T3 = 2 ⋅ 18.000 = 36.000 N 2 02 l 10 m/s Como a velocidadelimit v é iguala 7 m/s, e 2 • Poliamóve 4: T4 = 2 ⋅ 36.000 = 72.000 N temos:v > v2 l Tarefa proposta 1. b Forçapeso:vetorvertica parabaixo. l 2. d
  • 12. • Figura1: TA1 = TA2 No entan to, como a acel r e açãodo bloco • Figura2: TTBB12= é nula,a forçaresu t n e zero. l a té • Figura3: TTCC12= 5. a SendoTC2 = 2 ⋅ TB2 e TB2 = TA2, temos: • I in m ênciademovimento: Fat.= μ⋅ N (I) TA1= TA2 = TB1 = TB2 < TC1 = TC2 3. d • Equil b io: í r • Fat.(máx.)= μest.⋅ N = 0,8 ⋅ 1.200 ⋅ 10 s Fat.(máx.)= ΣFx= 0 s F ⋅ cosθ = Fat.= μ⋅ N (II) 9.600 N ΣFy= 0 s F ⋅ senθ + N = P ( I ) μcin. ⋅ N = 0,6 ⋅ 1.200 ⋅ 10 s Fat.(cin.)= II • Fat.(cin.)= Em( IN = P – F ⋅ senθ 7.200 N 4. e I): • Primeirasituação,temos:F1 = Fat.= 12 N • Segunda situação, temos: FR = F1 – F2 – Fat.= 0 s Fat.= 9 N 7 (Aforçadeatritoestáticoé variáve ) l.
  • 13. Substituindoem( ) I: • Parao bloconão desli a FR = Fat.s m⋅ a = μe ⋅ N μ⋅ (P– F ⋅ senθ) s Fat.= μ⋅ P – μ⋅ F ⋅ senθ z r: Fat.= s Substituindoem( I : I) s m⋅ a = μe⋅ m⋅ g s a = 0,8 ⋅ 10 = 8,0 m/s F ⋅ cos θ = μ⋅ P – μ⋅ F ⋅ senθ s F ⋅ (cosθ + μ⋅ senθ) 2 • O módulodeF é: = μ⋅ P s F = (m + m )⋅ a s F = (0,2 + 0,1)⋅ 8,0 s F = 2,4 N c b s F = μθμθ⋅+ ⋅Pccoosssseenn 9. c • Fat.(máx.)= μe⋅ m⋅ g = 0,4 ⋅ 0,5 ⋅ 10 s Fat.(máx.)= 2 N 6. a)dL TTP_− d2 • Fat.(cin.)= μc ⋅ m ⋅ g = 0,2 ⋅ 0,5 ⋅ 10 s Fat.(cin.)= 1 N • ParaF = 7,5 N, temos: F = (m + m )⋅ a s a = 75205,,+ = 3 m/s p b 2 • Portanto,a forçaresu t n e l a t no blocoé: FR = m ⋅ a = 0,5 ⋅ 3 s FR = 1,5 N b Sendo FR < Fat. (máx.) o bloco acompanha o , movimen dapla a to t for a. m 10. a Enquanto o corpo é acel r do atéatingir a e a Na situaçãodeequil b í rio: velocidadetermina temos: l, 2T = P s 2T = m⋅ g s T = 60102⋅ s T = 300 N P – kv= m⋅ a s a = mgkv − s a = g – kvmá máá b)_− d2ThTxTy Paramet e ad davelocidadeterminal: a = g – kvmá 2 s a = g −kvm2 ( ) T T I Apósatingirv , temos:MU T Assim: P= R s m á g = k á v s v = mgká (substituindoem T T a = g − g2 s a = g2 11. FaPg 2T ’ = P s Ty = 300 N y ’ P – Far = FR s m ⋅ g – Far = m ⋅ a s 0,25 ⋅ 10 – Far = Usandoseme h nçal a detri ng lo â u s: ThTd ’’ = − =2 yx s 300305=TTxx s = 50 N ’,’ 0,25 ⋅ 2 s 7. c A únicaforçaque atuasobrea bolaé a força peso. 8. c s Far= 2,5 – 0,5 s Far= 2 N 12. e e RPT F
  • 14. FTPT sen=⋅= ⋅⋅ e = θθ cos 13. c tgtg°9,8 á á , θ = = = = = P Fmgmaaaa45198 998 , m/s ss 2 R n s 14. Observe figura: a OFNP ⋅ maTmgT= ⋅⋅= ⋅⋅ ⋅ Tsen( )I ) cos I( I θθ Ipor( Iag= tgθ s a = g ⋅ tgθ 8 Dividindo( ) I):
  • 15. Na vertica temos:FRV = 0 ∴ P = N + F ⋅ senα 17. e Observe figura: a l, αα Velocidade constan e: R = 0 t F As forçasna caixasão: pesoe contato(normal Quando ocorrerperdade contato,teremo N s e atrito). = 0 e, portanto: 18. c P = F ⋅ senα s 5 = 10 ⋅ senα = senα = 12 s α = 30° L 2 m 30º sen30° = 2L s L = 2 05 ,= 4 m Sematrito: a = g ⋅ sen30° = 10 ⋅ 0,50 s a = 5 m/s A resul a t no bloco é dadapor: F ⋅ cos α = m 2 t n e L = 12 ⋅ a ⋅ t s 4 = 12 ⋅ 5 ⋅ t s t= 85 s ⋅ ax 2 2 s t= 2 25 s t= 2 10 5 s 10 ⋅ cosα = 0,5 ⋅ a s 10 ⋅ cos30° = 0,5 ⋅ a s x x 19. Analisandoasforçashorizontais,temos: AF B C T1 –T1 T2 –T2 s ax= 10 3 2 05 ⋅ ⋅ , s a = 10 3 m/s x 2 Bloco A: T1 = m ⋅ a A Bloco B: T2 – T1 = m ⋅ a Como 3 = 1,73, temos:a = 17,3 m/s x 2 15. Observe figura: a B m MF T T R Pm Pm No corpodemassa temos:(equil b io m, í r ) T = Pms T = 2,5 ⋅ 10 = 25 N Bloco C: F – T2 = m ⋅ a C No corpodemassaM, temos:(equil b io í r ) F = (m + m + m )⋅ a R + T = PM s R + 25 = 6,5 ⋅ 10 s R = 40 N A B C Assim: Como F = 2T, vem:F = 2 ⋅ 25 = 50 N 6 = (2+ 5 + m )⋅ 0,6 s C 16. b s 10 = 7 + m s m = 3 kg C C • Figura1: F = Felás.s F = k ⋅ x ( ) 20. Observe figura: a 1 I T –T AB F 2,0 kg 6,0 kg Analisandoa resu t n e l a t do siste a, m temos: Bloco A: FR = m ⋅ a s FR = 2 ⋅ 2 s FR = 4 N • Figura2: P = Felás.s P = k ⋅ x ( I A 2 I ) Bloco B: FR = m ⋅ a s FR = 6 ⋅ 2 s FR = 12 N B SendoF = Fat.(máx.)s F = μ⋅ N = μ⋅ P ( I ) II 21. N Fx Fy y Substituindo( ) ( I Ie I ) ( I ) em I I, temos: k xk x⋅ = ⋅ ⋅ 1 2 μ s μ= xx 2 0 10 = , s μ= 0,2 12
  • 16. P + Fy= N s P + F á senα = N s 22. Observe figura: a s 4 + 10 ⋅ 1 2 1 5 ,, = N s 4 + 12 15 ,s N = 4 + 8 = 30º 2,0 m/s2 m · g N Ax y 9 12 N
  • 17. A forçaresul a t no blocoé R = m⋅ a. Assim: t n e m= 0,05 g = 0,05 ⋅ 10–3 kg R = 2,0 ⋅ 2,0 s R = 4,0 N Velocidadeconstan e: at.= P = m⋅ g = 0,05 ⋅ 10–3 t F Emx, temos:R = N ⋅ sen30° – A ⋅ cos30° ( ) I ⋅ 10 = Emy, temos:N á cos30° + A ⋅ sen30° = P (II) = 5,0 ⋅ 10–4 N Substituindoos valores: 26. a De ( ), I vem: N = P = Pn = P ⋅ cos30° = 1 ⋅ 10 ⋅ 3 2 = 5 ⋅ 1,7 = 8,5 4= N ⋅ 12 – A ⋅ 3 2 s N = 8 + 3 A N De ( Itemos: I), μ⋅ N = 0,1 ⋅ 8,5 = 0,85 N ⋅ 3 2 + A ⋅ 12 = 20 s N = 40 3 − A Fat.= N Pt= P ⋅ sen30° = 1 ⋅ 10 ⋅ 0,5 = 5 N Portanto: (8+ 3 ⋅ A)3 = 40 – A s 8 3 + 3A + A = 40 s FR = Pt– Fat.s m⋅ a = 5 – 0,85 s 1 ⋅ a = 4,15 s a = 4,15 s A = 40 8 17 4 − ⋅ , s A = 6,6 N m/s2 27. c Direçãoe sentidoindicadosna figura(para e a l l F A at. PB s μe⋅ N A = m⋅ g s 0,30 ⋅ 100 = m ⋅ 10 s m= 3,0 ao planoincli adoe paracima). n = 23. F ⋅ cosθ = f s F ⋅ cosθ = μC ⋅ N at. kg 28. d ∴ N F = ⋅ cosθ μ C ou A forçaindicadapelabalançaé: N = m⋅ (g+ a)s N = 2 ⋅ (10+ 3)s N = 26 N ⋅ ⋅ ⋅ +cos cosθ μ θ θ 29. m m 2m T1 T1 T2 T2 P1 P2 N mg = C sen 24. b F = N (equil b io horizonta ) e Fat. = í r l P (equil b io í r vertica ) l Fat.= P s μest.⋅ N = m⋅ g s 0,4 ⋅ F = 10 ⋅ 10 s F = 250 N a)FR = P2 – P1 = m ⋅ total a s 25. c
  • 18. s 2m⋅ g – m⋅ g = 4m⋅ a s m⋅ g = 4m⋅ a s a = g4 32. a)Velocidadeconstante:T = P + A s T = m ⋅ g+ As b)FR1 = T1 – P1 s T1 = m ⋅ g4 + m ⋅ g s T1 = 5 4 ⋅⋅ s T = 320 ⋅ 10 + 1.800 s T = 5.000 N mg b)Subindoacel r do: e a FR2 = P2 – T2 s T2 = 2m ⋅ g – 2m ⋅ g4 s T2 = 3 4 ⋅⋅ N = m⋅ (g+ a)s N = m⋅ g vt+ ΔΔ s mg s N = 60 ⋅ 10 1 4 4 + ce os N = 621 N 30. a) N e F são respectivament os e component s vertica e hori e l zonta da l força R que o chão da caçambaexerce er , a sobrea caixa. F PN v b)v = v + 2a ⋅ Δs s 2 02 Capítulo 4 Trajetórias curvas Conexões s 0 = (20) – 2 ⋅ a ⋅ 100 s 200a = 400 s a = 2 1. A velocidadeangular a mesma é paraos dois isótopos, pois ω = 2 á π á f, e a frequência é 2 igualparaambos. Paraa velocidadeescal r, a temosv = ω á R, em que R é o raio da órbita. Como o U-238 possuimassa maiorqueo U- 235, m/s 2 seu raio de órbita é maior e, Caso a caixa não desli e, a força será z consequen e e t suavelocidadeescal ré t m n e, a máxima e igual à massa da caixa vez s a e maior. acele aç do caminhão: r ão 2. O processodenominado“enriquecimentode Fmáx.= 30 ⋅ 2 = 60 N ur nio” consist emaumen a a proporçãode â e t r ur nio- 35 em relação ao ur nio- â 2 â 238, que na natur z é de0,7%¸ para3,2%. e a Exercícios complementares Logo: F < 60 N (nadireçãoe no sentidoda acele aç do caminhão) r ão 9. d d = 60 cms R = 30 cm 31. d De acordocoma figura,temos: f = 150 rpm 10 2 ⋅ F = P s F = P2 s F = 2 400 2 . s F = 1.200 N
  • 19. 150 volt s a 60 s F = k á x= FRc s k á 0,04 = 48 ∴ k = 1.200 N/m x10 s x= 25 volt s a Se cadavoltatem = 2π ⋅ R s  = 2π á 0,30 = 0,6π 23. 540 km/h= 150 m/s No pontomaisbaixodatra e ó j t ria:N = P + FRc m, então: N = m á gvR+s a2 = 80 á 101503000 + bix 2 ()8á 1s N = (0 . ) 1 volta 0,6π 1.400 N 25 volta y s y= 15,0π m= 1.500π cm 24. b Aumen ando o número de volt s para dado t a 10. a)Mesmodisco: ω 1 = ω 2 s ωω12 = 1 interv lo de tem a po, a velocidade angular 1553= ⋅⋅= = ω ω aumen a. E, t como o raio perm ec an e constan e, a velocidade escal r tamb m t a é b)vvrr121122 aumen a. Nesse caso, temos acel r t e ação centr p t e acel r í e a e ação tangencial. I so s significadizerque a forçaresu t n e l a t possui um component centr p t responsáve por e í e o, l 1553= ⋅⋅= = ω ω mant r a e tra e ó j t ria circular, e um c)aarrcent.cent. 2 1 121222 component tangencia e l, responsáve pelo l aumen davelocidade. to Tarefa proposta 11. d 1. b Observe que, em uma volt a compl te a, a Os pontos do prato do toca- iscos d diferençade percursoentreos raios1 e 8 é compl t m uma volt em tem e a a pos iguais, igualao comprim tode umacircunfe en rência portanto possue m mes a m velocidade deraio 8,0 m. Assim: angular.Assim:ω 1 = ω 2 Δs = 2 á π á R = 2 ⋅ 3,14 ⋅ 8 s Δs = 50,24 m 2. c 3 pingos2 s x86.400 s x = 129.600 pingos = 1,3 ⋅ 105 pingos ∴ OG = 12. e f á RA = f ⋅ RC s f ⋅ 10 = 180060. ⋅ 90 s f = 270 Hz A C A A 105 3. b O per o derotaçãodaTerra 24 h. Assim: í do é f = f = 270 Hz ω = 2224ππT= ⋅ A B Sendov = 2 ⋅ π ⋅ RB ⋅ f , temos: s ω = π12 rad/h B B 4. a v = 2 ⋅ π ⋅ 20 ⋅ 270 s v = 10.800π cm/s Na figura,temos:θ 0 = 60° = π3 = rad B B A velocidade angularé: ω = 243200π. sω = π21600. rad/s ⋅ ts θ = π3 + π21600. ⋅ t 21. d cent.cent. ⋅= ⋅⋅⋅( ⋅− Portanto:θ = θ 0 + ω FmvRF = ) 5. d ⋅− 72108, • 120 rpm= 2 rps Portanto:f= 2 Hz e T = 0,5 s 910210510 Fcent. = −2316211 ssss N • A velocidadeangularé a mes aparaas m duasmass s. a • A velocidadelineardependedo raio: v = 2π ⋅ R ⋅ f 22. r = 24 cm= 0,24 m v = ω á r = 10 á 0,24 = 2,4 m/s Fmvr N= ⋅= Rc ⋅() 2222402448,, = • As duas possue m acel r e ação centr p t í e a diferen e t dezero. 6. R = 20 cm d = 24π m
  • 20. í e r da rodaé dado por: p = 2π ⋅ 0,20 8. a f = 30 rpm÷ 60 s f= 0,5 Hz O per m t o v = 2π ⋅ R ⋅ fs v = 2π ⋅ 5 ⋅ 0,5 s v = 5π cm/s s p = 0,4π m 1 volta0,4 π m x24π m Como v = ω á R: x= 60 volt s a ⋅ 5 s ω = π rad/s f=6030 s f = 2 volt s ou peda a a por a l d s segundo 5π = ω 7. Como existeumúnico orif ciono disco, em í 1 minuto ele deve girar 30 vez s, para e receber as30 balas;f= 30 volt s/ a min 9. c Em alguns casos, a denominação Sendo a velocidadeconstan e,a acele aç t r ão “frequênciaangular” parecemaisadequada, centr p t avR =et ptamb m constan e. í e a c ní r2 é é t porém pode- e s empregar “velocidade 11 angular” como sinônimo para facilita a r explicação.
  • 21. N – P = Fc s N – m⋅ g = 10. d f ⋅ R1 = f ⋅ R2 s 100 ⋅ R1 = f ⋅ (2⋅ R1)s f = 50 rpm 1 2 2 2 = mv R N ⋅ = ⋅ ()+ ⋅ 2 2 1 080 11 1 20 1 080 10 s 11. c Como a polia foi montada no mesmo eixo do motor: ω eixo= ω polia 12. e s .,. s N = 17.453,3 newtons ou N = 1,75 ⋅ 104 A velocidadedospontosda super í i do lápisé f ce dadapor: v = 2π ⋅ r ⋅ f ( ) I newtons 18. F – F – V – V – F Como ocorreo desloca en de 15 cm em0,3 m to α α N PNy Nx s, temos: I.(F)A resu t n e l a t devesercompost pela a s v = 15 03 ,= 50 cm/s( I I) três forçasindicadas na figura. ⋅ r ⋅ f = 50 s f = 50 I (F)Veja I . figura. I I Veja I (V) . figura. Ig a a do Ie I ,temos: 2π u l n I IV.(V)O componen e t horizonta da reação l do soloé part daresul a t deforças. e t n e V. (F)Não há componen e t horizonta paraforça l 2314 04 ⋅ ⋅ ,, s peso. 19. c Na posição mais baixa, a leitur será maior e, a na posiçãomaisalta,menor.Nas posiçõesA e C, as leitur s serão as mes a pois têm a a m s, s f= 20 Hz mes a m resu t n e l a t emmódulo. 20. d 13. b Como o trechocircular o mes é mo,temos: 300 rpm= 5 rpss f= 5 Hz ω = ω 0 + j⋅ ts 2 ⋅ π ⋅ f = 0 + j⋅ 20 s j= 2 π ⋅ ⋅ 5 20 ω 1 = ω 2 s vR vR ’’ = s vR’ 32 = vR s v’ = 32 ⋅ v 14. e s j= π2 rad/s2 Δθπ 2= 12 2 2 ⋅ ⋅ jtπ = π π ⋅ ( ) ⋅ 20 8 A velocidade linear depende do raio do ele en m to que está girando. Portanto, os pontos mais distan e do centro têm as t s n= 2 s n= maioresvelocidadeslinear s. e 15. a 50 volt s a O vetor velocidade é tangent à curva e o e vetoracele aç é orientadoparao centro r ão 21. Soma= 23 (01+ 02 + 04 + 16) dacurva. v = 540 km/hs v = 150 m/s 16. a)A funçãohoráriaé dadapor: R = 450 m m = 70 kg h = 20 ⋅ cosπ π 120 ⋅ + p a= 9 ⋅ g no + 20 (S ) çt I 60 4020 60 120 180 240 t (s)h (m) 0 (01)Corret ParaR = 250 m, temos: a. b)Supondoumavolta cada40 s, temos: a a = vR a 2 2 150 250 s c c = ()= 90 m/s2 ω 0 = 240π s ω0 = π 20 rad/s= 0,15 rad/s a = ω 02 ⋅ R = c π 20 2 2= d ⋅ 4 s a = π2 100 m/s = 0,1 s c 2 (02)Correta.Fc = m⋅ vR 2 70 150 450 = 2 ⋅( m/s2 )s 10 20 30 40t (s)ac (m/s )0 2 s Fc = 3.500 N (peso= 700 N) 17. No pontomaisbaixo,temos: (04)Corret a = 150 450 2 ( )= 50 m/s a. c 2 ou 5,1 á g v = 40 km/hs v = 11,1 m/s
  • 22. (08)Errada.P – N = Fc s m⋅ g – N = m v R v R g⋅ = ⋅ 22s s s v = 67,08 m/sou v = 241,5 km/h (16)Correta.N – P = Fc s N – mg= mv R⋅ 2 12
  • 23. N mv R mg N mvR g = ⋅ + ⋅ = + R g2 2 s mN N = 70 ⋅ 150 450 10 2 ()+ ) 4 1N 4.200 N 5 =
  • 24. (32)Errada.Variaemcadapontodatra e ój t ria(obser e v os itensanteriores). (64)Errada.A acel r e açãoseriam ni a. í m 22. b 1. Errada.Soment duasforças:pesoe Rar e . 2. Correta.Menorresis ênciado ar. t 3. Errada.Diminuio atrito;a bolaperdemenosvelocidade. 4. Errada.No vácuo, o movimen é parabólico. to 23. Soma= 27 (01+ 02 + 08 + 16) (01)Correta. (02)Correta. (04)Incorre a. resu t n e do tipocentr p t . t A l a té í e a (08)Correta. 45° P FC F FC = P = m⋅ g FC = 10.000 ⋅ 10 = 100.000 N (16)Corret F mv R v C = a. ⋅ = ⋅ 2 2 100 000 10 000 1 000 s . . . v = 100 m/s= 360 km/h (32)Incorre a. t Depende do ângulo. 24. a Se o carrorecebe umaforça“extra”do ar, parabaixo(deintensidadeigualà da força peso),entãoa intensidadeda forçanorma será iguala duasvez s intensidadeda l e a forçapeso. N = 2⋅ P F F mv r N mvr mg c a = ⋅= ⋅⋅= ⋅⋅⋅⋅s s s 22 2μ μ ss vv2 100 125 2 10 2500 50 = ⋅ ⋅ ⋅ = = , .m s 25. c F F mv r N mr mg c a = ⋅= ⋅⋅= ⋅⋅⋅s s s 22 μ μ v s v = 100 á 0,4 á 10 = 400 s v = 20 m/s 2 26. d No ponto P, a força peso é vertica e para baixo, e a força norma apontapara o l l centroda curva. Portanto, a forçanorma atuacomo a resul a t centr p t .A l t n e í e a forçaqueo pilototrocacoma poltrona a forçanorma é l. v = 216 km/h= 60 m/s N F mv r = = ⋅= ⋅= c N 22 80 6090 3200 . 27. c A única força na bola é a força peso, que age como resu t n ecentr p t .O l a t í e a movimen toda bola é circulare uniform a força peso é perp e: endicul rao vetor a velocidade.
  • 25. 28. e a = vR = 10 5 102 3 ()⋅ c 2 − s a = 2 ⋅ 104 km/h = 20.000 km/h c 2 2 29. a I. Correta. I Corret a = vR I. a. c 2 II I Errada. . 30. b Rc = P s mvR mg 2 = ⋅ s v= R g ⋅ 31. a)CasoI:CasoI : I C N Fat.P P C N Rc P b)Caso I: Rc = Fat.s mv R⋅ 2 = μ⋅ m⋅ g s s μ= v R g 2 ⋅ = 10 100 10 2 ()⋅ s μ= 0,1 c)Caso I : I tgθ = RPc s tg45° = mvR mg s 2 s 1 = v R g 2 ⋅ s v = 100 10 1 ⋅ ⋅ s v = 31,6 m/s 32. e Observ a figuraao lado: e cos60° = Ri 12 = R°  = 2R TT FP R mR mg⋅⋅ = = ⋅ = ⋅ ⋅ cos° sen° sen° c 60 60 60 2 2 ω s s s 1 60 60 2 2 2 ⋅ = ⋅ = sen° sen° ω ω g g Substituindoos valores,temos: S ( ) ⋅ 10 4 087 2 , s  = 0,72 mou  = 72 cm = 30° P R T 13