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02. Qual o valor, em newtons, da resultante das forças que agem sobre uma massa de 10kg, sabendo-se que a mesma possui aceleração de 5m/s 2 ? 03. Quando uma força de 12N é aplicada em um corpo de 2kg, qual é a aceleração adquirida por ele? 04. Um automóvel trafegando a 72km/h leva 0,5s para ser imobilizado numa freada de emergência. a) Que aceleração, suposta constante, foi aplicada no veículo? b) Sabendo que a massa do automóvel é 1,6 • 10 3 kg, qual a intensidade da força que foi a ela aplicada em decor- rência da ação dos freios? 05. Uma força horizontal, constante, de 40N age sobre um corpo colocado num plano horizontal liso. O corpo par- te do repouso e percorre 400m em 10s. Qual é a massa do corpo? 42 06. Um corpo de massa igual a 5kg move-se com velocidade de 10m/s. Qual a intensidade da força que se deve aplicar nele de modo que após percorrer 200m sua velocidade seja 30m/s? 07. Na superfície da Terra a aceleração da gravidade vale 9,8m/s 2 e, na superfície da Lua 1,6m/s 2 . Para um corpo de massa igual a 4kg, calcule: a) o peso na superfície da Terra b) o peso na superfície da Lua 08. Quanto deve pesar uma pessoa de 70kg no Sol? Sabe-se que a gravidade solar vale aproximadamente 274m/s 2 . Enunciado válido para as questões 09 e 10. Dois blocos A e B de massas respectivamente iguais a 5kg e 10kg estão inicialmente em repouso, encostados um no outro, sobre uma mesa horizontal sem atrito. Aplicamos uma força horizontal F = 90N, como mostra a figu- ra. 09. Qual a força que o bloco A faz no Bloco B? 10. Qual a força que o bloco B faz no bloco A? 43 Exercícios do Aluno: 01. Por que o cavaleiro é jogado para frente quando o cavalo pára bruscamente, recusando-se a pular o obstácu- lo? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 02. Um corpo de 4kg de massa está submetido à ação de uma força resultante de 15N. A aceleração adquirida pelo corpo na direção desta resultante é em m/s 2 : a) 2,25 b) 2,85 c) 1,35 d) 3,75 e) 4,25 03. Um bloco de 4kg é puxado a partir do repouso por uma força constante horizontal de 20N sobre uma superfí- cie plana horizontal, adquirindo uma aceleração constante igual a: 04. Um automóvel em trajetória reta tem massa 1.512kg e uma velocidade inicial de 72km/h. Quando os freios são acionados, para produzir uma desaceleração constante, o carro para em 12s. A força aplicada ao carro é igual, em newtons, a: 44 05. Um veículo de 5,0kg descreve uma trajetória retilínea que obedece à seguinte equação horária: s = 1 + 2t + 3t 2 , onde s é medido em metros e t em segundos. O módulo da força resultante sobre o veículo vale: a) 30N b) 5N c) 10N d) 15N e) 20N 06. Um aeromodelo parte do repouso e atinge a velocidade de 36km/h enquanto percorre 100m. Se a força exer- cida por seus motores vale 200N, qual deverá ser a massa de aeromodelo? 07. No planeta Marte Gravidade é aproximadamente 0,38m/s 2 , se uma pessoa de massa 60kg ficar submetido a essa gravidade, seu peso deverá ser igual a: 08. O peso de um corpo é constante em qualquer lugar do Universo? Justifique. ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 09. Dois blocos A e B de massas respectivamente iguais a 2kg e 4kg estão inicialmente em repouso, encostados um no outro, sobre uma mesa horizontal sem atrito. Aplicamos uma força horizontal F = 30N sobre eles, qual de- verá ser a força que o corpo A faz no corpo B? 10. A figura abaixo mostra três blocos de massas mA = 1,0kg, mB = 2,0kg e mC = 3,0kg. Os blocos se movem em conjunto, sob a ação de uma força F constante e horizontal, de módulo 4,2N. Desprezando o atrito, qual o módulo da força que o bloco B exerce sobre o bloco C? 45 Trabalho Mecânico O termo trabalho utilizado na física difere em significado do mesmo termo usado no coti- diano. Fisicamente, um trabalho é realizado por forças aplicadas em corpos que se deslocam, devido à aplicação da força. Atenção: Quando a força não produz deslocamento, ela não realiza trabalho. Se por exemplo você ficar durante um longo tempo segurando uma mala muito pesada, inevitavelmente você vai cansar e vai pensar que realizou algum trabalho (o que a partir do senso comum está per- feito), mas do ponto de vista da Física, para que você tivesse realizado algum trabalho seria necessário que, além de aplicar uma força sobre mala também provoca-se um deslocamento. Trabalho de uma Força Constante Considere uma força F, constante, que desloca um corpo da posição inicial até a posição final. = F. d .cos α Onde: é o trabalho realizado pela força; F é a força aplicada sobre o corpo; d é o deslocamento sofrido pelo corpo; α é o ângulo formado entre a força e o deslocamento. Obs.: Caso a força tenha a mesma direção do deslocamento, ou seja, α = 0 o trabalho será calculado como: = F. d Trabalho de uma Força Variável (Análise Gráfica) = Área Unidades dF. J = N . m No SI erg = dyn . cm No CGS kgm = kgf . m No MK * S 46 Se a força F tem o mesmo sentido do deslocamento, o trabalho é dito motor. Se tem sentido contrário, o trabalho é denominado resistente. Trabalho da Força Peso ( P) Considere um corpo de massa m e h o desnível entre os pontos A e B. Como o peso P é constante e paralelo ao deslocamento, temos: P = m . g . h + : corpo desce - : corpo sobe Onde: P é o trabalho realizado pela força peso; m é a massa do corpo; g é a gravidade; h é a altura que o corpo sobe ou desce. Obs.: O trabalho da força peso não depende da trajetória. Trabalho da Força Elástica ( EL) Considere um sistema elástico constituído por uma mola e um bloco. Na figura a seguir a mola não está de- formada e o bloco está em repouso. Ao ser alongada (fig A) ou distendida (fig B), a mola exerce no bloco uma força elástica, que tende a trazer o bloco à posição de equilíbrio. Como a força elástica é variável, usaremos o gráfico para definir sua fórmula + : volta a sua posição inicial; - : a mola é distendida ou comprimida. Onde: EEL é a energia potencial elástica; K é a constante da mola; x é a deformação sofrida pela mola. 2 . 2xk 47 EXERCÍCIOS DO PROFESSOR 01. Um trator utilizado para lavrar a terra arrasta um arado com uma força de 10.000N. Que trabalho se realiza