Exercícios de Mecânica: Forças de Tração, Exercícios de Mecânica

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Forças de tração. Uso da 2ª lei de Newton – aplicação direta ............................................................. 1 Força de tração ................................................................................................................................. 1

1. Halliday, Q.3.15 - Força de tração, qualitativo ........................................................................ 1
2. Força de tração, decomposição de forças................................................................................. 1
3. Força de tração no cabo de guerra. .......................................................................................... 1 Cinemática completa. ....................................................................................................................... 2
4. Força conhecida, mas não constante ........................................................................................ 2 Forças de tração em sistemas de muitos corpos. .............................................................................. 2
5. RHK P3.7, Trem de blocos. ..................................................................................................... 2 Dinâmica em sistemas de um corpo ................................................................................................. 2
6. Halliday, E.5.8 – Homem na plataforma elevadora. ................................................................ 2 Dinâmica em sistemas de dois corpos.............................................................................................. 2
7. Blocos com polia no plano inclinado. ...................................................................................... 2

Forças de tração. Uso da 2ª lei de Newton – aplicação direta

Força de tração

1. Halliday, Q.3.15 - Força de tração, qualitativo Dois estudantes tentam romper uma corda. Primeiro cada um puxa de um lado da corda e falham. Depois, amarram uma das extremidades numa parede e puxam, juntos, pela outra. Explique por que este último procedimento é melhor, igual, ou pior que o primeiro.
2. Força de tração, decomposição de forças Uma esfera de massa 2,1 10 ^ kg e carregada eletricamente está suspensa por uma corda. Uma força elétrica age horizontalmente sobre a esfera, de modo que, quando a esfera está parada, a corda forma um ângulo de 37º com a vertical. Determine: a) a tração da corda. b) a intensidade da força elétrica
3. Força de tração no cabo de guerra. Considere uma corda e designe suas extremidades por A e B. Três homens puxam essa corda para a esquerda pela extremidade A e outros três, para a direita por B, com forças de mesmo módulo. Uma massa de 5 kg é pendurada verticalmente no centro da corda. Explique se os homens podem ou não manter a corda na horizontal e, se puderem, calcule o módulo das forças necessárias em A e B.

Cinemática completa.

4. Força conhecida, mas não constante Um caminhão de 50 toneladas está parado numa estrada horizontal plana. Em t = 0 s, o motorista pisa no acelerador de maneira que a força horizontal resultante (motor + atritos) é 100000 N (cem mil newtons), mantendo esse valor constante durante 10 s. O motorista tira, então, o pé do acelerador, de modo que a força do motor vai a zero e, em consequência, a força resultante muda bruscamente e passa a ser igual à força de atrito, apenas, com módulo 1 0 000 N (dez mil newtons) e oposta à velocidade do carro, até que o caminhão para. a) Esboce o gráfico de força em função do tempo, desde t = 0 s até 12 0 s. b) Esboce os gráficos de aceleração e velocidade em função do tempo, desde t = 0 s até o caminhão parar; determine o instante em que o veículo para. c) Esboce o gráfico de posição em função do tempo, desde t = 0 s até 120 s. d) Determine o deslocamento do caminhão desde t = 0 s até parar.

Forças de tração em sistemas de muitos corpos.

5. RHK P3.7, Trem de blocos. Três blocos de massas m 1 = 1,2 kg, m 2 = 2,4 kg e m 3 = 3,1 kg estão sobre uma mesa horizontal sem atrito e ligados como a figura abaixo ilustra. O bloco 3 é puxado para a direita por uma força de módulo T 3 = 6,5 N. Calcule: a) a aceleração do sistema. b) as intensidades das forças de tração nos blocos 1 e 2, respectivamente T 1 e T 2. Faça uma analogia com corpos que são puxados em fila, tal como um trem de vagões engatados puxado por uma locomotiva. Em termos da tração nas junções dos vagões, é melhor colocar os vagões mais pesados no início ou no fim do trem? Isso faz diferença?

Dinâmica em sistemas de um corpo

6. Halliday, E.5.8 – Homem na plataforma elevadora. O homem da figura ao lado pesa 800 N; a plataforma e a polia sem atrito têm peso total de 190 N. Ignore o peso da corda. O homem puxa a corda e se levanta junto com a plataforma com uma aceleração de 0,37 m/s^2. Adote g = 9,8 m/s^2. Determine a força de tração na corda.

Dinâmica em sistemas de dois corpos

7. Blocos com polia no plano inclinado. Um bloco de massa m 1 = 3,7 kg está sobre um plano inclinado de ângulo 28º e é ligado por uma corda que passa em uma polia pequena e sem atrito a um segundo bloco de massa m 2 = 1,86 kg, que pende verticalmente conforme a figura abaixo. Determine: m 1 m 2 m 3 T 3