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Unformatted text preview: Universidade de Brasília Instituto de Física Sétima Lista de Exercícios de Física I módulos das forças são F1 = 5, 00N, F2 = 9, 00N e F3 = 3, 00N ; o ângulo indicado é θ = 60o . Nesse deslocamento, (a) Questão 1 Quando o motor de 75kW (100hp) de um pequeno avião de qual é o trabalho total realizado sobre o baú pelas três forças 700kg está desenvolvendo sua potência máxima, a aeronave ga- e (b) a energia cinética do baú aumenta o diminui? nha altura à uma razão de 2.5m/s = (150m/min). Qual fraçâo da potência do motor está contribuindo para que o avião suba? Por quais fatores a potência não é aproveitada por completo, ou seja, para que é utilizado o resto da potência? Questão 2 Imagine de você trabalha levantando caixas de 30kg ao longo de uma distância vertical de 0, 90m a partir do solo até um caminhão. Responda: (a) Quantas caixas você teria que carregar no caminhão em 1 minuto para que seu gasto médio de potência fosse de 0, 50hp? (b) Quantas caixas você teria que carregar no caminhão em 1 minuto para que seu gasto médio de potência fosse de 100W ? Questão 6 Questão 3 Uma partícula de massa 2, 0kg desloca-se ao longo de um eixo Ox, sob ação de uma força resultante F que tem a mesma orientaçãoo do eixo Ox e intensidade variando com a posição, conforme o gráco a seguir. A gura abaixo mostra uma vista superior de três forças horizontais atuando sobre uma caixa que estava inicialmente em repouso e passou a se mover sobre um piso sem atrito. Os módulos das forças são F1 = 3, 00N ; F2 = 4, 00N e F3 = 10, 0N , e os ângulos indicados são θ2 = 50, 0o e θ3 = 35, 0o . Qual é o trabalho total realizado sobre a caixa pelas três forças nos primeiros 4, 00m de deslocamento? Sabe-se que √ na posição x1 = 0, a velocidade escalar da partícula é de 10m/s: Determine: (a) o trabalho realizado pela força F entre as posições x1 = Questão 7 Uma partícula de massa m, inicialmente em repouso, é sub0 e x2 = 3, 0m; metida a uma aceleração a constante. (a) Demonstre que a (b) a velocidade escalar da partícula na posição x2 = 3, 0m. potência instantânea devido a força gerada pela aceleração é P = ma2 t. (b) Por qual fator deve se aumentar a potência Questão 4 Um bloco de 10kg movimenta-se em linha reta sobre uma mesa para triplicar a aceleração? (c) Em t = 5, 0s, a potência fornelisa, em posiçãoo horizontal, sob a ação de uma força F~ variável cida pela força resultante é de 36W . Qual a potência necessária que atua na mesma direção do movimento, conforme o gráco. em t = 15, 0s para manter uma aceleração constante? Questão 8 Demonstre que a potência instantânea P fornecida pela força resultante que atua sobre uma partícula está relacionada com a energia cinética K da partícula por P = dK dt . Questão 9 Determine o trabalho realizado pela força quando o bloco se desloca da origem até o ponto d = 6m. Qual o trabalho realizado por uma força dada em Newtons por F = 2xˆi + 3ˆj , onde x está em metros, que é exercida sobre uma partícula enquanto ela se move da posição, em metros, ri = 2ˆi + 3ˆj para a posição, em metros, rf = −4ˆi − 3ˆj ? Questão 10 A força exercida num objeto é Fx = Fo ( xxo − 1). Calcule o trabalho realizado para deslocar o objeto de x = 0 até x = 2xo A gura abaixo mostra três forças aplicadas a um baú que se (a) fazendo um gráco de F (x) e determinando a área sob a desloca 3, 00m para a esquerda sobre um piso sem atrito. Os curva e (b) calculando a integral analiticamente. Questão 5 Universidade de Brasília - Física 1 - Sétima Lista de Exercícios Questão 11 Uma lata de parafusos e porcas é empurrada por 2, 00m ao longo de um eixo x por uma vassoura ao longo de um piso sujo de óleo (sem atrito) de uma ocina de automóveis. O gráco abaixo mostra o trabalho W realizado sobre a lata pela força horizontal constante da vassoura em função da posição x da lata. A escala vertical do gráco é denida por Ws = 6, 00J . (a) Qual é o módulo da força? (b) Se a lata tivesse uma energia cinética inicial de 3, 00J , movendo-se no sentido positivo do eixo x, qual seria a energia cinética ao nal do deslocamento de 2, 00m? Questão 13 Um elevador vazio tem massa de 600kg e foi desenvolvido para subir com velocidade constante uma distância vertical de 20, 0m (cinco andares) em 16, 0s. Ele é impulsionado por um motor capaz de fornecer 40hp ao elevador. Qual o número máximo de passageiros que podem subir no elevador? Suponha uma massa de 65, 0kg por passageiro. Questão 14 A força F~ = (3x2 N )ˆi + (4N )ˆj , com x em metros, age sobre uma partícula, mudando apenas a energia cinética da partícula. Qual é o trabalho realizado sobre a partícula quando ela se desloca das coordenadas (2m, 3m) para (3m, 0m)? A velocidade da partícula aumenta, diminui ou permanece a mesma? Questão 15 Questão 12 Uma força F é aplicada em um carrinho de controle remoto, de 2, 0kg , paralelamente ao eixo x, no qual o carrinho esta se movendo em linha reta. A componente x da força varia com a coordenada x do carro, como é mostrado na gura abaixo. Calcule o trabalho realizado pela força F quando o carro se move de (a) x = 0 até x = 3, 0m; (b) x = 3, 0m até x = 4, 0m; (c) x = 4, 0m até x = 7, 0m; (d) x = 0 até x = 7, 0m; (e) x = 7, 0m até x = 2, 0m. Um rebatedor acerta uma bola de baseball, de massa 0, 145kg , em linha reta e para cima, com uma velocidade inicial de 25, 0m/s. (a) Quanto trabalho a gravidade faz na bola quando esta atinge uma altura de 20, 0m acima do campo? (b) Use o teorema do trabalho - energia cinética para calcular a velocidade da bola quando esta atinge uma altura de 20, 0m acima do campo; ignore a resistência do ar. (c) A resposta do item (b) depende do fato da bola estar se movendo para cima ou para baixo da altura de 20, 0m? Justique. Universidade de Brasília - Física 1 - Sétima Lista de Exercícios ...
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  • Spring '18
  • Energía cinética, Reta, atrito, gravidade

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