Física 1 (exercício LEIS DE NEWTON)

1) Um sinal luminoso de transito é mantido suspenso por 2 fios, como mostrado na figura. A tensão máxima suportada no fio é de 100 N.

a) Identifique as forças atuantes no sinal de transito.

b) Encontre a tensão no fio 2 e o valor máximo da massa do sinal de transito.

Resolução:
a)
T1= 30° + 90°= 120°
T2= 60° + 90°= 150°
P= 180° - 30° - 60° = 90°

b)

FR= m . a
200 = m . 9,8
m= 20,41 Kg

2) Um helicóptero de 15000 Kg levanta um caminhão de 4500 Kg com uma aceleração para cima de 1,4 m/s². 

a) Calcule a força resultante exercida pelo ar sobre a hélice do helicóptero

b) A tensão no cabo que sustenta o caminhão

RESOLUÇÃO:

a)
Far = Forca do ar
Pe = Peso do elicoptero
Pc = Peso do caminhão

Pe = 15000 * 9,8 = 147000 N
Pc = 4500 * 9,8 = 44100 N

Far - Pe - T = Ma *a
T - Pc = Mc * a

Far - Pe - Pc = (Ma + Mc) a
Far = Pe + Pc + (Ma + Mc) a
Far = 191100 + (19500) 1,4
Far = 218400 N


b)
-Pc + T= mc * a
T= Pc + mc * a
T= 44100 + (4500  * 1,4 )
T= 50400 N


3) Três corpos estão conectados sobre uma mesa, como mostra a figura. O coeficiente de atrito
cinético entre o bloco de massa m2 e a mesa é de 0,35. Os corpos tem massa de m1= 4 Kg, m2 = 1 Kg e m3= 2 Kg, e as polias sem atrito.

a) Determine a aceleração de cada corpo, incluindo sua direção

b) Determine as tensões nos dois cabos.

RESOLUÇÃO:

a)
P1 - T1= m1 * a
T1 - T2 -fat= m2 * a
T2 - P3= m2 * a

+
P1 - fat - P3= (m1+m2+m3) a
m1* g - uc * m2 * g - m3 * g = (m1 + m2 +m3) a
g(m1 - uc * m2 - m3) = (m1 + m2  + m3) a
a= (g * (m1 - uc * m2 - m3)) / (m1 + m2 + m3)

a= (9,8* (4 - 0,35 *1 - 2)) / (4 + 1 +2)
a= 2,31 m/s²

b)

T2= m3* g + m3 * a
T2= m3 (g + a)
T2= 2 (9,8 + 2,31)
T2= 24,22 N//

T1= m1 * g - m1 * a
T1= m1 (g - a)
T1= 4 (9,8 - 2,31)
T1= 29,96 N //

4) Durante uma apresentação teatral de Peter Pan, a atriz de 50 Kg que apresente deve voar verticalmente. Para acompanhar a música leve, a partir do repouso, ser baixada de uma distancia de 3m com aceleração constante. Nos bastidores, uma superfície lisa inclinada de 30° suporta um contrapeso de massa 90 Kg, como mostra a figura.

a) Encontre a aceleração da atriz durante a descida e a tensão no fio 

b) Encontre o tempo gasto na apresentação do voo vertical

RESOLUÇÃO:

a)
ma*g-T= m1*a
T-mc*g*sen 30°= mc*a
+
ma*g - mc*g*sen 30°= (ma + mc) *a
a=(ma - mc* sen 30°)/ (ma + mc)

a=(9,8* (50-90 *sen 30°)) / (50+ 90)
a= 0,35 m/s²

b)
ΔX= (V0 + a*t²) / 2
3= (0,35 * t²) / 2
t= 4,14 s //

5) Um arqueólogo aventureiro m= 80 Kg tenta atravessar um rio pendurado por 2 cipos. O arqueolgo sabe que cada cipo, tem 10 m de comprimento, possui uma força de ruptura de 1000 N. Qual a velocidade do arqueólogo no ponto mais baixo, sabendo que a força de tração em cada cipó nesse ponto alcançará o valor da força de ruptura ?

RESOLUÇÃO:
2t - P= (m*v²) /R
( 2t  - P ) * (R / m) = V²
V²= (2 * 100 - 80* 9,8) ( 10 / 80)
V= 12,33 m/s //


6) Três corpos conectados sobre uma mesa, como mostra a figura. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco de massa m2 e a mesa é 0,4. Os corpos têm massa de m1= 1 Kg e m3= 2Kg, e as polias sem atrito.

a) Determine a aceleração de cada corpo.
b) Determine a tensão no cabo da esquerda.

RESOLUÇÃO:

-Pc + T2= mc * a
Pa - T1= ma * a
T1 - T2- fat = mb * a

+

-Pc + Pa - fat= (mc + ma + mb) a
-19,6 + 3,42= 7* a
a= 2,24 m/s^{2   //}