Capítulo 4 5 tipler sj

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PROF DULCEVAL ANDRADE

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Captulos 4-5 - TIPLER - Sexta Edio - VOL-1

Exerccios e Problemas. Quando necessrio adote g = 9,81 m/s2

PGINA 98- Exemplo 4-3. Uma partcula de 0,400 kg de massa est submetida a duas

foras F1 = - 2,00 N i e F2 = - 2,60 N j. Se a partcula est na origem e parte do

repouso em t = 0, encontre a) sua posio r e b) sua velocidade v em t = 1,60 s.

PGINA 107 - Exemplo 4-9. Enquanto seu avio rola na pista para decolar, voc

decide determinar sua acelerao, tomando seu ioi e vendo que, suspenso, o cordo

forma um ngulo de 22,0 com a vertical. (a) Qual a acelerao do avio. (b) Se a

massa do ioi 40,0 g, qual a tenso na corda?


PGINA 116

EX.13 - Um bloco de massa m1 est em repouso sobre um bloco de massa m2, e o

conjunto est em repouso sobre uma mesa, como mostrado na figura. D o nome da

fora e sua categoria (contato versus ao distncia) para cada uma das foras.

(a) A fora que m1 exerce em m2. (b) a fora que m2 exerce em m1. (c) a fora exercida

pela Terra sobre m2. (d) coloque o par ao e reao em m1 e m2.

EX. 21- Um objeto de massa 2,5 kg est suspenso, em repouso de um fio preso ao

teto. Desenhe o diagrama de corpo livre do objeto, indicando a fora de reao a cada

fora desenhada.

PGINA 117

EX.30 - Uma partcula viaja em linha reta com rapidez constante de 25,0 m/s.

Repentinamente, uma fora de 15,0 N age sobre ela, levando-a ao repouso em uma

distncia de 62,5 m. (a) Qual a orientao da fora? (b) Determine o tempo que a

partcula leva para atingir o repouso. (c) a massa da partcula.

EX. 33 - Uma fora nica constante de magnitude 12 N atua sobre uma partcula de

massa m. A partcula parte do repouso e viaja em linha reta uma distncia de 18 m em

6,0s. Encontre m.


Ex. 34 - Uma fora resultante de 6,0 N i - 3,0 N j atua sobre uma partcula de 1,5 kg.

Encontre a acelerao a.

EX.41 - Um objeto de 4,0 kg submetido a duas foras constantes, F1= 2,0 N i - 3,0 N J

e F2= 4,0 N i - 11,0 N J . O objeto est em repouso na origem no tempo t = 0. (a) Qual

a acelerao do objeto? (b) Qual a sua velocidade no tempo t = 3 s? (c) onde est o

objeto em t = 3 s?

PGINA 118.

EXE 47 - 48 - 52. Calcule as tenses nas cordas nos casos a seguir.

47.

2008 by W.H. Freeman and Company

48.



52.


PGINA 120

EX.56 - Uma grande caixa de 20,0 kg de massa repousa sobre uma superfcie sem

atrito. Algum empurra a caixa com uma fora de 25,0 N que forma um ngulo de 35,0

abaixo da horizontal desenhe o diagrama de corpo livre da caixa e use-o para

determinar a acelerao.


EX.61 - Um estudante de 65 kg pesa-se colocando-se sobre uma balana de mola

montada sobre um esqueite que rola plano inclinado abaixo. Suponha ausncia de atrito

de modo que a fora exercida pelo plano inclinado sobre esqueite seja normal ao plano.

Qual a leitura da escala se = 30?


EX.62- Um bloco de massa m escorrega sobre um piso sem atrito e depois sobre uma

rampa sem atrito. O ngulo da rampa e a rapidez do bloco ante de subir a rampa

v0. O bloco escorregar at uma altura mxima h acima do piso, antes de parar. Mostre

que h independente de m e , deduzindo uma expresso par h em termos de vo e g.


PGINA 121.

EX. 66 - Duas caixas de massas m1 e m2 ligadas por um fio sem massa esto sendo

puxadas ao longo de uma superfcie horizontal sem atrito, pela fora de trao de um

segundo fio. (a) Desenhe o diagrama de corpo livre das duas caixas separadamente e

mostre que T1 / T2 = m1/ (m1 + m2).

EX.67 - Uma caixa de massa m2 = 3,5 kg est sobre uma estante horizontal sem atrito e

presa por fios a caixas m1 = 1,5 kg e m3 = 2,5 kg. As duas polias so sem atrito e sem

massa. O sistema largado do repouso. Aps a largada, encontre: (a) a acelerao de

cada uma das caixas. (b) a tenso (trao) em cada fio.



EX.68 - Dois blocos esto em contato sobre uma superfcie horizontal sem atrito. Os

blocos so acelerados por uma fora horizontal F aplicada a um deles.

Encontre a acelerao e a fora de contato do bloco 1 sobre o bloco 2. (a) em termos de

F, m1 e m2. Para os valores especficos F = 3,2 N, m1 = 2,0 kg e m2= 6,0 kg.

EX: 70 - Duas caixas de 100 kg so arrastadas sobre uma superfcie horizontal e sem

atrito com acelerao constante de 1,00 m/s2. Cada corda tem massa de 1,00 kg.

Encontre o mdulo da fora F e as traes nas cordas nos pontos A, B e C.


Ex.75 - Dois objetos esto ligados por um fio sem massa, como mostrado na figura. O

plano inclinado e a polia sem massa no tem atrito. Encontre a acelerao dos objetos e

a trao no fio. Dados: = 30, m1 = m2 = 5,0 kg.

EX.76- Durante uma apresentao teatral de Peter Pan, a atriz de 50 kg que representa

Peter Pan deve voar verticalmente (descendo). Pra acompanhar a msica ele deve, a

partir do repouso, ser baixada de uma distncia de 3,2 m em 2,2 s com acelerao

constante. Nos bastidores, uma superfcie lisa inclinada de 50 suporta um contrapeso

de massa m, como mostrado na figura. Mostre os clculos que operador deve fazer par

encontrar (a) a massa (m) do contrapeso a ser usada. (b) A trao no fio.


PGINA 122.

EX.77 - Para o sistema de corpos da figura encontre a acelera e a trao no fio que une

os corpos.

EX.79 - Uma pintora de 60 kg est sobre uma plataforma de alumnio de 15 kg. A

plataforma est presa a uma corda que passa atravs de uma polia acima, o que

permite que a pintora eleve a si mesma e a plataforma. (a) Com qual fora F ela deve

puxar a si mesma e plataforma, para cima, a uma taxa constante de 0,80 m/s2?

(b) Quando sua rapidez atinge 1,0 m/s, ela puxa de forma que ela e a plataforma

passam a subir com velocidade constante. Qual a fora que ela exerce agora sobre a

corda.


EX. 82 - Calcule a acelerao dos corpos e a trao no fio que une os blocos. Dados:

m1 = 8,0 kg e m2 = 4,0 kg.

PGINA:123.

EX. 90 - Uma superfcie sem atrito est inclinada de um ngulo de 30,0 com a

horizontal. Um bloco de 270 g, sobre a rampa, amarrado a um bloco de massa 75,0 g,

usando se uma polia. (a) Desenhe o diagrama de foras para os dois corpos em

separados. (b) Determina a acelerao dos corpos e a trao na corda.


EX.92 - Um bloco de 2,0 kg est sobre uma cunha sem atrito que tem uma inclinao de

60 e uma acelerao a para direita, de tal modo que a massa permanece estacionria

em relao cunha. Para o sistema da figura, desenhe o diagrama de corpo livre e

calcule a acelerao.

CAPTULO 5: APLICAES DAS LEIS DE NEWTON.

EXEMPLO 5-9. PGINA:139. Voc est girando um balde que contm uma quantidade

de gua de massa m, em um crculo vertical de raio r. Se a rapidez no topo do crculo

vtopo, encontre: (a) A fora FBA exercida pelo balde sobre a gua no topo do circulo. (b) o

valor mnimo de vtopo para que a gua permanea dentro do balde. (c) Qual a fora

exercida pelo balde sobre o balde na base do crculo, onde a rapidez do balde Vbase?


EXEMPLO 5-12: PGINA 141. Uma curva de 30,0 m de raio inclinada de um ngulo

. Isto , a normal da superfcie da estrada forma um ngulo com a vertical. Encontre

para que o carro percorra a curva a 40,0 km/h, mesmo se a estrada est coberta de

gelo, o que a torna praticamente sem atrito.

EXEMPLO 5-13: PGINA 142. Voc membro de uma equipe de testes de pneus de

automveis. Voc est testando um novo modelo de pneus de corrida para verificar se,

realmente, o coeficiente de atrito esttico entre os pneus e o pavimento de concreto

seco 0,90, conforme alegado (afirmado) pelo fabricante. Um carro de corrida foi capaz

de percorrer com rapidez constante um circulo de 45,7 m de raio em 15,2 s, sem

derrapar. Despreze o arraste do ar e o atrito de rolamento, e suponha horizontal a

superfcie plana da pista. O carro percorreu com a mxima rapidez possvel V, sem

derrapar. (a) Qual foi a rapidez V? (b) Qual foi a acelerao? (c) Qual o menor valor

do coeficiente de atrito entre os pneus e a pista?


PGINA 159. EX 43. Um bloco de massa m1 = 250 g est sobre um plano inclinado de

um ngulo de 30 com a horizontal. O coeficiente de atrito cintico entre o bloco e o

plano 0,100. O bloco est amarrado a um segundo bloco de massa m2 = 200 g que

pende livremente de um cordo que passa por uma polia sem massa e sem atrito.

Depois que um segundo bloco caiu 30,0 cm, qual sua rapidez?


BIBLIOGRAFIA BSICA PARA CONFECO DOS EXERCCIOS

[1]Fsica para Cientistas e Engenheiros - Volume 1 sexta edio- Mecnica,

Oscilaes e Ondas, Termodinmica. Paul A. Tipler e Gene Mosca

Principal referncia para o curso. H exerccios e problemas de alto nvel alm de uma

teoria com grau de profundidade que leva o estudante a reflexo dos principais

conceitos da fsica.

[2]Marcelo Alonso e Edward J. Finn Addison Wesley, Madrid, 1999 (traduo de Physics, Addison Wesley Longman, Harlow, 1992).ro1.8.5 de

[3]Fsica 1 Mecnica, Teoria e Problemas Resolvidos ADIR MOYSS LUIZ. timo de livro de exerccios resolvidos e propostos.

[4] SERWAY, R. A.; JEWETT, J. W. Princpios de Fsica - mecnica clssica volume 1. So Paulo: Thomson, 2004.

[5]HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. Fundamentos de Fsica volume 1 - Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A. 6a edio. Rio de Janeiro. 2008.

[6] NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Fsica Bsica. v.1 (4ed.) e 2. So Paulo: Edgard Blcher, 2002. Excelente livro para estudo da teoria e de conceitos.

Livros de Ensino mdio para quem tem muitas dificuldades nos conceitos e na

soluo de exerccios:

[1] Ramalho, Nicolau e Toledo. Os Fundamentos da Fsica, Vol. 03, 7 Ed. Editora

Moderna;

[2] Helou, Gualter e Newton. Tpicos de Fsica, Vol. 03, 16 Ed. Editora Saraiva.

[3] Fsica Clssica volume de dinmica Caio Srgio Calada e Jos Luiz Sampaio.

Excelente livro de ensino mdio. Excelente na exposio de conceito e timos nos

exerccios.

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