Exercícios sobre Torque(Momento de uma força)

01- Uma barra é presa por um parafuso que permite sua rotação em torno do ponto O. Caso uma força de módulo igual a 5 N seja aplicada sobre a barra, determine o momento em cada um dos casos.

2-O pneu de um carro está furado. Para trocá-lo, a chave é acoplada em uma das porcas que prende a roda ao eixo. Aplicando uma força, surge o torque necessário para fazê-la girar, seja para apertar, seja para afrouxar as porcas. Das forças apresentadas, qual delas permite que o esforço seja mínimo?

03-(CEFET – GO-ADAPTADA) Uma pessoa tenta, manualmente, com uma pequena chave de roda, desapertar uma porca que prende a roda de um carro que foi excessivamente apertada por um borracheiro. Depois de várias tentativas sem êxito, ela literalmente sobe sobre a chave de roda, apoiando um de seus pés na extremidade livre da mesma, a 30 cm do eixo da porca (ver figura), e assim, com seu peso perpendicular à barra, consegue seu objetivo. Sabendo-se que a massa da pessoa é 70 kg e pode exercer, com as mãos, uma força perpendicular à barra de, no máximo, 294 N, qual seria o comprimento mínimo de um pedaço de cano, envolvendo completamente a barra-alavanca da chave de roda, que ela poderia utilizar para aumentar o braço desta alavanca e assim resolver o problema manualmente, de maneira mais fácil, segura e com menos esforço? (Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s² e 70 kg como sendo a massa correspondente ao peso mínimo capaz de girar a porca.)

04-A figura mostra o braço de um homem apertando um parafuso com uma chave de boca de 0,20m de comprimento. Para dar o aperto final, fazendo a porca girar em torno do eixo que passa por seu centro, é necessário um momento de 100N.m em relação ao eixo. Estando a ferramenta na horizontal, determine o valor mínimo do módulo da força vertical que o homem precisa exercer na extremidade da chave.

05-Para se conseguir girar a porca no parafuso, na situação esquematizada na figura, é necessário aplicar a extremidade A da chave, uma força F de módulo, no mínimo, igual a 20N. Determine o momento dessa força.

06-A figura representa a força aplicada na vertical, sobre uma chave de boca, por um motorista de caminhão tentando desatarraxar uma das porcas que fixa uma roda. O ponto de aplicação da força dista 15 cm do centro da porca e o módulo da força máxima aplicada é F = 400 N. Nesta situação, suponha que o motorista está próximo de conseguir desatarraxar a porca.

Em seguida, o motorista acopla uma extensão à chave de boca, de forma que o novo ponto de aplicação da força dista 75 cm do centro da porca. Calcule o novo valor do módulo da força, F’, em newtons, necessário para que o motorista novamente esteja próximo de desatarraxar a porca. 

OBJETIVO: Verificar experimentalmente a relação entre a força de atrito estático para um par de superfícies e a força de reação normal do apoio.

Material Utilizado

- 1 bloco com gancho.

- 1 dinamômetro.

Procedimentos Experimentais

1. Ajustar o dinamômetro para medidas na vertical e determinar o peso do bloco. (Anote este valor)

2. Prender o dinamômetro ao bloco com a superfície de acrílico voltada para baixo.

3. Manter o dinamômetro sempre paralelo à superfície da mesa conforme mostra a figura.

4. Através do dinamômetro, puxar com cuidado e vagarosamente o bloco até que ele esteja na iminência de entrar em movimento. Ao mesmo tempo em que se realiza este procedimento deve-se observar atentamente a indicação do dinamômetro.

5. Repetir o procedimento pelo menos três vezes e anotar na tabela o valor médio das forças observadas no dinamômetro.

6. Repetir os procedimentos anteriores com a superfície da Lixa de Madeira e o tecido de cortiça.

7. Realizar os procedimentos de medida da força de atrito para os valores sugeridos e completar a tabela.

Análise dos Resultados e Conclusões 

A) Segundo as Leis da Mecânica de Newton um corpo em repouso assim permanecerá a menos que uma força resultante externa não nula venha a atuar sobre ele. Justifique o fato de as forças externas iniciais, abaixo de um limite, não terem conseguido movimentar o bloco. 

B) Qual a sua explicação para justificar uma resultante externa nula no intervalo em que a força aplicada não foi capaz de mover o bloco? 

C) Determine o valor da força normal N que atua sobre corpo de prova utilizado. 

D) Determine o valor aproximado da força de atrito estático fe máxima entre as superfícies (Acrílico, cortiça e Lixa de Madeira) do bloco e da mesa. 

E) Determine os coeficientes de atrito estático µe nos dois casos (calcule as médias aritméticas das Relações Fae/N das superfícies).

F) Confeccionar um gráfico da intensidade da força de atrito em função da intensidade da força normal (Fae versus N). 

Exercícios sobre os capítulos 5,6 e 9. Lista 2

Q1- Um móvel parte do repouso e após 4 segundos atinge uma velocidade de 40m/s. Determine:

A) aceleração;

B) a distância percorrida em t=4s.

 

Q2- O gráfico a seguir apresenta o movimento de um móvel.

Determine:

A) a aceleração do móvel entre 0 e 4s e entre 4 e 10s.

B) distancia total percorrida.

 

Q3- De acordo com o gráfico, determine:

A) qual é o tipo de movimento dos móveis;

B) a aceleração dos móveis;

C) a distância percorrida por ambos em t=6s;

D) existe diferença na distância percorrida? Calcule se existir.

 

Q4. Um corpo em queda livre é abandonado de uma altura de 5 metros. Determine: (g=10m/s²)

A) a velocidade em que ele atinge o solo;

B) o tempo de queda.

 05- Complete a frase a seguir: Todo corpo tende a permanecer em __________ ou em movimento retilíneo e __________, caso a força __________ sobre esse corpo seja igual a _________.

06- Dois corpos A e B de massas iguais a mA = 2 kg e mB = 4 kg estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa. O fio que liga A a B é ideal, isto é, de massa desprezível e inextensível. A força horizontal F tem intensidade igual a 12 N, constante.

Determine:

a) a aceleração do sistema;

b) a intensidade da força de tração do fio.

07- Dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 6 kg e 10 kg, estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal F, de intensidade constante F =250 N, é aplicada no bloco A. 

Determine:

a) a aceleração adquirida pelo conjunto;

b) a intensidade da força que A aplica em B.

08- Um carro de 1600 kg se move com uma velocidade de 72 km/h quando se depara com um caminhão trafegando com menor velocidade. Com a intenção de ultrapassá-lo, o motorista aumenta sua velocidade para 108 km/h, acelerando uniformemente durante 10 segundos. Qual é a força resultante que atua sobre o carro que o permite alterar sua velocidade? Despreze forças dissipativas.

09-Uma força horizontal de intensidade F = 10 N é aplicada no bloco A, de 6 kg, o qual está apoiado em um segundo bloco B, de 4 kg. Os blocos deslizam sobre um plano horizontal sem atrito.

Determine:

a) a aceleração do conjunto;

b) a intensidade da força que um bloco exerce no outro;

10- Um veículo A  passa por um ponto a uma velocidade constante acima do permitido no local. Pouco tempo depois, um  carro de policia em um veículo B parte em perseguição do veículo A. Considere os movimentos dos veículos são descritos no gráfico a seguir.

Adotando o instante em que o policial visualiza o veículo A como sendo o inicial em relação as  posições dos veículos e utilizando as informações do gráfico, calcule:

a) a distância que separa o veículo B de A no instante t = 20,0 s.

b) o instante em que o veículo B alcança A.

11-

Fernando Gonsalez, http:niquelnausea.terra.com.br

O telhado em que o gato da tirinha se encontra está a uma altura de 3,2 m. Calcule a velocidade em que o felino chegará ao solo. Adote que a aceleração da gravidade g vale 10 m/s² e despreze a resistência do ar. Determine a velocidade ao atingir o solo.

12-Uma gota de água de chuva forma-se a uma altura da ordem de 2,0 km do solo. Considere desprezível a resistência do ar, determine:

 

Disponível em: http://www.ultracoloringpages.com/pt/p/nuvem-desenho-para-colorir/b49ec18234639ba71633122e2ab3dc1b<Acesso em 01 de abril de 2019>.

A) a velocidade em que a gota chega ao solo em m/s e em km/h. 

B) o tempo em que a gota atinge o solo.

13-Nos parques aquáticos o toboágua é geralmente uma das principais atrações. Um estudante ao descer de um toboágua, estima que a velocidade que atinge sua parte mais baixa é da ordem de 30 m/s. 

 

Disponível em:http://radioaldeiadasaguas.com.br/noticia/147166/kilimanjaro-eleito-novamente-o-maior-toboagua-do-mundo-pelo-guinness-book<Acesso em 01 março 2019>.

Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² e desprezando os atritos, determine a altura máxima do tobo água.

14-Um motorista trafegando em uma rodovia a 72 km/h aciona o freio a 200 m de um sinal que estava fechado, sabendo que o freio provoca uma desaceleração de 2 m/s², responda, quantos segundos o carro leva para parar totalmente? 

15-Uma partícula, inicialmente a 2 m/s, é acelerada uniformemente e, após percorrer 8 m, alcança a velocidade de 6 m/s. Nessas condições, DETERMINE a sua aceleração, em metros por segundo ao quadrado.

Gabarito:

01- A) a=10m/² B)S=80m

02- A) 0 e 4s -->a=20m/s² de 4 a 10s a=0 (movimento uniforme - V(constante)

B) S=640m

03- A) A-Movimento Uniforme B-Movimento Acelerado.

B)A-a=8,3m/s²  B-a=0

C)A-150m B-300m

D)150m

04-

05-

06-

07-

08-

Exercícios sobre os Cap´s 5,6 e 9

01-Um objeto é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20 m/s. Desconsiderando a resistência do ar, determine a altura máxima atingida pelo objeto? (Considere g = 10 m/s²)

02-Explique o significado do gráfico de velocidade versus tempo para um movimento uniformemente variado. O que indica uma reta inclinada positivamente? E uma reta inclinada negativamente?

03-Abandona-se uma pedra do alto de um edifício e esta atinge o solo 4 s depois. Adote g = 10 m/s² e

despreze a resistência do ar. Determine:

a) a altura do edifício;

b) o módulo da velocidade da pedra quando atinge o solo.

04-É dado o gráfico da velocidade escalar de um móvel em função do tempo. Determine:

a) a aceleração escalar do movimento; b) a variação do espaço entre 0 e 4 s.

05-Dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 2 kg e 3 kg, estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal F, de intensidade constante F =10 N, é aplicada no

bloco A.

Determine:

a) a aceleração adquirida pelo conjunto;

b) a intensidade da força que A aplica em B.

06-Dois corpos A e B de massas iguais a mA = 2 kg e mB = 4 kg estão apoiados numa superfície horizontal

perfeitamente lisa. O fio que liga A a B é ideal, isto é, de massa desprezível e inextensível.

A força horizontal F tem intensidade igual a 12 N, constante.

Determine:

a) a aceleração do sistema;

b) a intensidade da força de tração do fio.

07-(UNESP-SP) Um veículo A passa por um posto policial a uma velocidade constante acima do permitido no local. Pouco tempo depois, um policial em um veículo B parte em perseguição do veículo A. Os movimentos dos veículos são descritos nos gráficos da figura.

Tomando o posto policial como referência para estabelecer as posições dos veíc

 Tomando o posto policial como referência para estabelecer as posições dos veículos e utilizando as informações do gráfico, calcule:

a) a distância que separa o veículo B de A no instante t = 15,0 s.

b) o instante em que o veículo B alcança A.

 

08- O gráfico a seguir reprsenta o movimento de um objeto.

Determine:

A) a aceleração do móvel;

B) a distância por ele percorrida.

09-De acordo com o gráfico a seguir calcule a distância percorrida no período de 6 s.

10-Um nadador, conforme mostrado na figura, imprime uma força com as mãos na água (F1) trazendo-a na direção de seu tórax. A água, por sua vez, imprime uma força no nadador (F2) para que ele se mova para frente durante o nado. COMPLETE as frases abaixo com uma das opções contidas dentro dos parênteses.

 

a) A lei que descreve o caso do nadador acima é a _____________________________Lei de Newton. (Primeira/Segunda/Terceira) 

b) O módulo da força F1 é __________________________________ao módulo da força F2. 

(Igual /Maior/ Menor)

11-O gráfico ao lado fornece a velocidade de um corpo no decorrer do tempo.

a) Qual a aceleração do corpo ?

b) a distância percorrida nos 4 segundos.

Gabarito: 01-20m 02- Inclinação positiva - Movimento Acelerado Inclinação negativa- Movimento Retardado 03-80m e 40m/s 04- a) 4 m/s²; b) 32 m 05-a) 2 m/s²; b) 6 N 06-a) 2 m/s²; b) 4 N 07- A)250m e B)t=40s 08- A)2m/² e B)100m 09-d=12m 10- Terceira Lei de Newton - F1=F2 11-a) a=3,5 m/s² b) d=52m

Atividade de Revisão

 Q.1-(FUVEST-ADAPTADA) Num vagão ferroviário como na figura a seguir, se move com velocidade VVagão=3m/s para a direita em relação aos trilhos. No interior do vagão, dois meninos A e B movem-se um no sentido do outro, com a mesma velocidade V=3m/s. Considere que o vagão se movimenta da esquerda para a direita.

Determine as velocidades dos meninos A e B, em relação aos trilhos.

Q.2-Um objeto com velocidade constante descreve um movimento de acordo com o gráfico a seguir.

De acordo com o gráfico, determine:

A) a sua posição inicial;

B) a sua velocidade;

C) o movimento é progressivo ou retrógrado;

D) qual a sua posição em t=4s.

 

 

 Q.3-Um móvel descreve o movimento de acordo com gráfico a seguir.

Calcule a distância e o deslocamento do móvel durante os 10 segundos.

 

Q.4-Uma partícula parte do repouso com aceleração constante de 4,0m/s² e após 6,0 segundos alcança o seu destino. Calcule a distância percorrida pela partícula.

 

Q.5-Um carro a 90 km/h é freado uniformemente com a aceleração escalar de 2,5 m/s² (em módulo) até parar. Determine a variação do espaço do móvel desde o início da frenagem até ele parar.

 

Q.6-(UFPE) Um veículo em movimento sofre uma desaceleração uniforme em uma pista reta, até parar. Sabendo-se que, durante os últimos 9,0 m de seu deslocamento, a sua velocidade diminui 12 m/s, calcule o módulo da desaceleração imposta ao veículo, em m/s².

  

Q.7-Um móvel em MUV é freado com aceleração igual a 0,5 m/s². Sua velocidade escalar varia no decurso do tempo, segundo os dados da tabela a seguir.

Determine:

a) a velocidade escalar inicial do movimento;

b) se o móvel em questão muda de sentido e em que instante. 

Gabarito:

1- 6m/s e 0m/s

2- A) So=20m ; B)V=20m/s ; C) Progressivo e D) S=100 m

3- 24  m  e 16 m

4- 72m

5- 125 m

6- a=8m/s²

7- A) Vo=3m/s  e B) t=6s  

ENEM-2024

Exercícios de Revisão-Capítulos 2,3 e 5.

01-Um atleta em movimento sobre uma bicicleta executa uma manobra onde sua energia cinética apresenta um valor de 500 joules, enquanto o módulo de sua quantidade de movimento é 250kg.m/s. Determine a massa do conjunto bicicleta + atleta em kg.

02-Um peixe de 4 kg, nadando com velocidade de 1,0 m/s, no sentido indicado pela figura, engole um peixe de 1kg, que estava em repouso, e continua nadando no mesmo sentido.

Determine a velocidade, em m/s, do peixe maior, imediatamente após a ingestão.

03-Para bater uma falta, durante uma partida de futebol, um jogador chuta a bola, exercendo uma força média de 200 N, em um intervalo de tempo de 0,01 s.

Responda as questões a seguir:

a. Determine o impulso fornecido à bola.

b. O que o jogador deve fazer para aumentar o impulso aplicado por esta força?

04- O gráfico a seguir nos dá a intensidade da força que atua sobre um corpo, no decorrer do tempo. Calcule o impulso comunicado ao corpo de 0 a 6 segundos.

05-  Ao dá o saque “viagem ao fundo do mar” num jogo de voleibol, um jogador aplica uma força de intensidade 6x10²N sobre a bola, durante um intervalo de 1,5x10^-1s.Calcule a intensidade do impulso da força aplicada pelo jogador.

06- Em uma determinada região há um grande rio. Para suprir a demanda de energia é necessária a construção de uma hidrelétrica. Do ponto de vista da geração de energia dessa hidrelétrica, é correto o que se diz em:

A) a eficiência é maior quanto maior for a vazão do rio.

B) a eficiência depende principalmente da queda de água.

C) a profundidade do rio é o fator principal na eficiência.

D) o módulo da velocidade da correnteza é o fator determinante.

E) o tamanho do lago formado torna a eficiência maior. 

07-Uma das fontes alternativas de energia usada ainda em pequena escala é a energia eólica. Através de uma torre de usina eólica, a sequência correta de transformação de energia é mostrada em:

A) cinética – eólica – elétrica.

B) eólica – potencial – elétrica.

C) mecânica – mecânica – elétrica.

D) potencial – elétrica – mecânica.

E) potencial – eólica – mecânica. 

08- (Unifor-Ce) Um móvel de massa igual a 3,0 kg, em movimento retilíneo, varia a sua velocidade de 5,0 m/s para 15,0 m/s em determinado intervalo de tempo. Determine o valor do impulso da força resultante sobre o corpo?

09- A figura a seguir representa o funcionamento de uma usina hidroelétrica.

Indique o tipo de energia envolvidos nos pontos 1,2 e 3.

10-(ENEM) Considere a ação de se ligar uma bomba hidráulica elétrica para captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d’água localizada alguns metros acima do solo. As etapas seguidas pela energia entre a usina hidroelétrica e a residência do usuário podem ser divididas da seguinte forma:

I. Na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir

energia elétrica.

II. Na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia

elétrica flui por condutores elétricos.

III. Na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de

uma bomba hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço

para a caixa. 

As etapas I, II e III acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de transformações de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o seu uso final. A opção que detalha o que ocorre em cada etapa é:

A) Na etapa I, energia potencial gravitacional da água armazenada na represa transforma-se em energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual lançada na turbina, causa a rotação do eixo do gerador elétrico e a correspondente energia cinética, dá lugar ao surgimento de corrente elétrica.

B) Na etapa I, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na tubulação, no eixo da turbina e Joule no circuito interno do gerador.

C) Na etapa II, elétrons movem-se nos condutores que formam o circuito entre o gerador e a

residência: nessa etapa, parte da energia elétrica transforma-se em energia térmica por efeito

Joule nos condutores e parte se transforma em energia potencial gravitacional.

D) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao acionamento do eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao fazer a água fluir do poço até a caixa, com ganho de energia potencial gravitacional pela água.

E) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas (atrito). Na tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra parte é transformada em energia cinética da água na tubulação e potencial gravitacional na caixa d’água.

11- Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial. O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em:

A) um dínamo.

B) um freio de automóvel.

C) um motor a combustão.

D) uma usina hidroelétrica.

E) uma atiradeira (estilingue).

12- Uma partícula se movimenta sob ação de uma força de direção constante e cuja intensidade varia com o tempo de acordo com o gráfico.

Determine o módulo do impulso da força no intervalo de tempo de 0 a 6,0 s;

13- Um móvel de massa 3,0 kg desloca-se horizontalmente com velocidade escalar igual a 15 m/s constante. Num dado instante, passa a atuar sobre o móvel uma força constante de intensidade 2,5 N, durante 4,0 s, na mesma direção e no mesmo sentido do movimento. Determine:

a) a intensidade do impulso da força atuante;

b) o módulo da quantidade de movimento do móvel antes da ação da força.

14- Um canhão de artilharia horizontal de 1 tonelada (1 t) dispara uma bala de 2 kg que sai da peça com velocidade de 300 m/s. Admita a velocidade da bala constante no interior do canhão. Determine a velocidade de recuo da peça do canhão.

Gabarito:

1- m=62,5kg

2- v=0,8m/s

3-A) 2,0 Ns  B)

4- I=100 Ns

5- 90Ns

6-

7-

8- 30Ns

9-

10-

11-

12- I=48Ns

13- A)10N.s B)45kg.m/s

14- v=0,6m/s