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Unformatted text preview: Universidade de Brasília Instituto de Física Sexta Lista de Exercícios de Física I (a) Determine o tempo de uma revolução do brinquedo se o cabo que suporta a cadeira faz um ângulo de 30o com a verA gura abaixo mostra a seção transversal de uma estrada na tical. (b) O ângulo depende do peso do passageiro para uma encosta de uma montanha. A reta AA0 representa um plano dada taxa de revolução? de estraticação ao longo do qual pode ocorrer deslizamento. O bloco B, situado acima da estrada, está separado do resto Questão 4 da montanha por uma grande fenda (chamada junta), de modo Um pequeno botão colocado em uma plataforma de rotação que somente o atrito entre o bloco e o plano de estraticação horizontal com diâmetro de 0.320m rodará com a plataforma evita o deslizamento. A massa do bloco é 1, 8x107kg , o ângulo quando for girada a uma velocidade de 40.0rev/min, desde que de mergulho θ do plano de estraticação é 24o , e o coeciente o botão não esteja a mais de 0, 150m do eixo. (a) Qual é o code atrito estático entre o bloco e o plano é 0,63. (a) Mostre que eciente de atrito estático entre o botão e a plataforma? (b) A o bloco não desliza. (b) A água penetra na junta e se expande que distância do eixo o botão deve ser colocado, sem deslizar, após congelar exercendo sobre o bloco uma força F paralela a se a plataforma rotaciona a 60, 0rev/min? AA0 . Qual é o valor mínimo do módulo F da força para o qual haverá um deslizamento? Questão 5 Você amarra uma corda a um balde de água, e você balança o balde em um círculo vertical de raio 0, 600metros. Qual é a velocidade mínima que você deve dar o balde no ponto mais alto do círculo, se não deseja se molhar? Questão 1 Questão 6 A velocidade terminal de um pára-quedista é de 160km/h na posição de águia e 310km/h na posição de mergulho de cabeça. Supondo que o coeciente de arrasto C do pára-quedista não mude de uma posição para outra, determine a razõ entre a área da seção reta efetiva A na posição de menor velocidade e a área na posição de maior velocidade. Questão 2 Uma força horizontal F de 12N empurra um bloco de 5, 0N de peso contra uma parede vertical (ver gura abaixo). O coeciente de atrito estático entre a parede e o bloco é 0, 60 e o coeciente de atrito cinético é 0, 40. Suponha que o bloco não esteja se movendo inicialmente. (a) O bloco vai se mover? (b) Qual é a força que a parede exerce sobre o bloco em termos dos vetores unitários? Questão 7 Calcule a razão entre a força de arrasto experimentada por um avião a jato voando a 1000Km/h a uma altitude de 10Km e a força de arrasto por um avião a hélice voando com metade da velocidade e a metade da altitude. A densidade do ar é de 0.38Kg/m3 a 10Km e 0.67Kg/m3 a 5.0Km . Suponha que os aviões possuem a mesma área de secção reta efetiva e o mesmo coeciente de arrasto C. Questão 8 O bloco B da gura abaixo pesa 711N . O coeciente de atrito estático entre o bloco e a mesa é de 0, 25; o ângulo θ a'e de 30o ; suponha que o trecho da corda entre o bloco B e o nó ó horizontal. Determine o peso máximo do bloco A para o qual o sistema permanece em repouso. Questão 3 O "Giant Swing"é um brinquedo que consiste em um eixo vertical central com um número de braços na horizontal ligados na sua extremidade superior. Cada braço suporta uma cadeira suspensa por um cabo de 5, 00 metros de comprimento, a extremidade superior do cabo estar presa a um braço, de um ponto de 3, 00 metros do eixo central (ver gura). Questão 9 Na gura abaixo, uma prancha de massa m1 = 40kg repousa em um piso sem atrito e um bloco de massa m2 = 10kg repousa sobre a prancha. O coeciente de atrito estático entre o bloco e a prancha é de 0, 60, e o coeciente de atrito cinético é de 0, 40. O bloco é puxado por uma força horizontal F de módulo 100N . Em termos dos vetores unitários, quais são as aceleraçees (a) do bloco e (b) da prancha? Universidade de Brasília - Física 1 - Sexta Lista de Exercícios arrasto seja o mesmo de um pára-quedista. Fazendo uma estimativa razoável para a massa e sabendo que a velocidade terminal de um pára-quedista é de 60m/s, estime o módulo (a) da força de arrasto sobre o conjunto piloto + assento e (b) da desaceleração horizontal (em termos de g) do conjunto ambos imediatamente após a ejeção. Questão 15 Questão 10 Um problema para os humanos viverem no espaço é que eles estão, aparentemente, sem peso. Um pensamento sobre esse problema é projetar uma estação espacial que gira em seu próprio centro a uma taxa constante. Isso cria a "gravidade articial"ao redor da estaçõ. (a) Se o diâmetro da estação é de 800m, quantas revoluções por minuto são necessárias para a "gravidade articial"ter uma aceleração de 9, 80m/s2 ? (b) Se a estação fosse uma área de espera para viajantes indo para Marte, seria interessante simular a aceleração da gravidade na superfície de Marte (3, 70m/s2 ). Quantas revoluções por minuto seriam necessárias nesse caso? Quando os três blocos da gura abaixo são liberados a partir do repouso, aceleram com módulo de 0, 500m/s2 . O bloco 1 tem massa M, o bloco 2 tem massa 2M e o bloco 3 tem massa 2M. Qual é o coeciente de atrito cinético entre o bloco 2 e a mesa? Questão 11 Um carro de 1125kg e uma pickup de 2250kg se aproximam de uma curva de raio 225metros. (a) Em que ângulo o engenheiro da estrada deveria ter feito a curva para que veículos a 65mi/h possam fazer a curva seguramente independentemente das condições dos pneus? Veículos mais pesados deveriam ir mais devagar do que os mais leves? (b) Quando o carro e a pickup fazem a curva a 65, 0mi/h, encontre a força normal que cada um faz na superfície da pista. Questão 16 Na gura abaixo, os blocos A e B pesam 44N e 22N , respectivamente. (a) Determine o menor peso do bloco C que evita que o bloco A deslize, se µs entre A e a mesa é 0, 20. (b) O bloco C é removido bruscamente de cima do bloco A. Qual é a aceleração do bloco A se µk entre A e a mesa é 0, 15? Questão 12 Ao descer uma encosta, um esquiador é freado pela força de arrasto que o ar exerce sobre o seu corpo e pela força de atrito cinético que a neve exerce sobre os esquis. Suponha que o ângulo da encosta é θ = 40, 0o , que a neve é neve seca, com um coeciente de atrito cinético µk = 0.400, que a massa do esquiador e seu equipamento é m = 85.0Kg , que a área de secção reta do esquiador(agachado) é A = 1.30m2 , que o coeciente de arrasto é C = 0.150 e que a massa especíca do ar é de 1, 20Kg/m3 . (a) Qual é a velocidade terminal? Questão 13 Suponha que a equação D = 12 CρAv 2 forneça o módulo da força de arrasto que age sobre uma pedra típica de 20Kg , que apresenta ao vento uma área de seção reta vertical de 0.040m2 e tem um coeciente de arrasto C de 0.80. Tome a massa especíca do ar como sendo de 1.21Kg/m3 e o coeciente de atrito cinético como sendo de 0.80. (a) Em quilômetros por hora, que velocidade V de um vento paralelo ao solo é necessária para manter a pedra em movimento depois que ela começa a se mover? Como a velocidade do vento perto do solo é reduzida pela presença do solo, a velocidade do vento informada nos boletins meteorológicos é frequentemente medida a uma altura de 10m. Suponha que a velocidade do vento a esta altura seja 2.00 vezes maior que junto ao solo. (b) Para a resposta do item (a), que velocidade do vento deveria ser informada nos boletins meteorológicos? (c) Este valor é razoável para um vento de alta velocidade durante uma tempestade? (Nota: Forßa necessária para colocar a pedra em movimento F = 156, 8N ) Questão 17 Os dois blocos (m = 16kg e M = 88kg ) da gura abaixo não estão ligados. O coeciente de atrito estático entre os blocos é µs = 0, 38, mas não há atrito na superfície abaixo do bloco maior. Qual é o menor valor do módulo da força horizontal F para o qual o bloco menor não escorregue para baixo ao longo do bloco maior? Questão 18 Até algumas pessoas acostumadas a andar de montanha russa empalidecem quando pensam em andar no Rotor, um grande cilindro oco que gira rapidamente em torno do eixo central. A Questão 14 pessoa entra no cilindro por uma porta lateral e ca de pé soSuponha que a equação D = 12 CρAv 2 forneça a força de ar- bre um piso móvel, encostada em uma parede acolchoada. A rasto a que estão sujeitos um piloto e seu assento de ejeção porta é fechada; quando o cilindro começa a girar, a pessoa, imediatamente após terem sido ejetados de um avião voando a parede e o piso se movem juntos. Quando a velocidade de horizontalmente a 1300Km/h. Suponha também que a massa rotação atinge um certo valor o piso desce de forma abrupta do assento seja igual à massa do piloto e que o coeciente de e assustadora. A pessoa não desce junto com o piso, mas ca Universidade de Brasília - Física 1 - Sexta Lista de Exercícios presa à parede enquanto o cilindro gira. Algum tempo depois, o piso retorna a posição inicial, o cilindro gira mais devagar e a pessoa desce alguns centímetros até que seus pés encontrem novamente o piso. Suponha que o coeciente de atrito estático entre a roupa da pessoa e a parede do rotor seja 0, 40 e que o raio do cilindro R seja 2, 1m. (a) Qual é a menor velocidade v que o cilindro e a pessoa devem ter para que a pessoa não caia quando o piso é removido? (b) Se a massa da pessoa é 49kg , qual é o módulo da força centrípeta que age sobre ela? Universidade de Brasília - Física 1 - Sexta Lista de Exercícios ...
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  • Spring '18
  • Peso, Massa, atrito, Aceleração, Avião, Arrasto

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