Sétima Lista de Exercícios de Física 1 com Soluções - Unb

Universidade de Brasília\nInstituto de Física\nSétima Lista de Exercícios de Física I\n\nQuestão 1\nQuando o motor de de um pequeno avião de\nestá desenvolvendo sua potência máxima, a aeronave ga-\ninha altura a uma razão de - Qual fração\nda potência do motor está contribuindo para que o avião suba?\nPor quais fatores a potência não é aproveitada por completo,\nou seja, para que é utilizada o resto da potência?\n\nSolução\n\nA potência pode ser descrita como o produto interno entre veloc-\nidada e força, portanto:\n\n, na qual F é o peso, logo:\n\na gravidade tem sinal negativo, pois consideramos o deslocamento\npara cima como sendo positivo.\nCalculando a fração utilizada:\n- a potência do mo-\ntor é utilizada na subida. O resto da potência é utilizada para vencer\na resistência ao ar, e as ineficiências na hélice e no\nmotor.\n\nQuestão 2\nImagine de que você trabalhava levantando caixas ao longo\nde uma distância vertical e a partir do solo até um\ndeterminado ponto na sua altura de\ncaminho. Responda: (a) Quantas caixas você teria que carregar no caminho em 1 minuto para que seu gasto médio\nde potência fosse de ? (b) Quantas caixas você teria que\ncarregar no caminho em 1 minuto para que seu gasto médio\nde potência fosse de ?\n\nSolução\n\n(a) O mínimo de caixas por minuto seria a potência média dividida\npelo trabalho necessário para levantar uma caixa,\n\nPortanto\n\n(b) Similarmente,\n\nQuestão 3\nUma partícula de massa\ndesloca-se ao longo de um eixo\n, sob ação de uma força resultante que tem a mesma\norientação do eixo e intensidade variando com a posição,\nconforme o gráfico a seguir.\n\nQuestão 4\nUm bloco de movimento-se em linha reta sobre uma mesa\nlisa, em posição horizontal, sob a ação de uma força vari-\navel que atua na mesma direção do movimento, conforme o gráfico.\n\nUniversidade de Brasília - Física I - Sétima Lista de Exercícios Questão 6\nA figura abaixo mostra uma vista superior de três forças ho-\rizontais atuando sobre uma caixa que estava inicialmente em\nrepouso e passou a se mover sobre um piso em atrito. Os mó-\dulos das forças são\n\nQual é o trabalho total realizado sobre a caixa pelas três forças nos\nprimeiros\nde deslocamento?\n\nDetermine o trabalho realizado pela força quando o bloco se\ndesloca da origem até o ponto\n\nSolução\n\nI)\n\nII)\n\nIII)\n\nSolução\n\nComo as forças estudadas são constantes, então o trabalho total é\ndado por \n, em que é a magnitude da força resultante, e é o deslocamento. Calcule-se em termos suas componentes :\n\nÁrea do gráfico\nO trabalho realizado pela\n\nQuestão 5\nA figura abaixo mostra três forças aplicadas a um baú que se\ndesloca para a esquerda sobre um piso sem atrito. Os\nmódulos das forças são\ne o ângulo indicado é - Nesse deslocamento, (a)\nqual é o trabalho total realizado sobre o baú pelas três forças\n(e) e a energia cinética do baú aumentou ou diminuiu?\n\nO trabalho realizado pela é Questão 7\nUma partícula de massa , inicialmente em repouso, é sub-\nmetida a uma aceleração a constante. (a) Demonstre que a\na potencia instantânea não está relacionada ao tempo\n(a) (b) Qual fator deve ser aumentado a potência\npara triplicar a aceleração? (c) Em , a potência\ncida pela força resultante é de . Qual a potência necessária\npara manter uma aceleração constante?\nSolução\n\n(a) Em termos da aceleração é o tempo desde que a força\naplicada, a velocidade é; Portanto, como a partí-\ncula começa,\n\n(b) A potência em um determinado instante é proporcional ao\ndado da alteração,\nPara tanto deve.\n\nQuestão 8\nDemonstre que a potência instantânea fornecida pela força\nresultante que atua sobre uma partícula está relacionada com\na energia cinética da partícula por O número máximo de passageiro será dado por ___, onde é a coordenada do carro, como é mostrado na figura abaixo. Calcule o trabalho realizado pela força quando o carro se move de (a) até (b) até (c) até (d) até .\n\nPoderão ser levados _____ .\n\nQuestão 14\nA força _____ , com em metros, age sobre uma partícula, mudando apenas a energia cinética da partícula. Qual é o trabalho realizado sobre a partícula quando ela se desloca das coordenadas __________? A velocidade da partícula aumenta, diminui ou permanece a mesma?\n\nSolução\n\nA força é variável porque sua componente depende do valor de x. Escrevemos duas integrais, uma para cada eixo:\n\n____\n\nO resultado positivo significa que a força transfere energia para a partícula. Assim, a energia cinética da partícula aumenta, como pode ser calculado escalar também.\n\nQuestão 15\nUma força _____ aplicada em um carrinho de controle remoto, de _____ paralela ao eixo _____, não o carrinho está se movendo em linha reta. A componente _____ da força varia com a coordenada do carro, como mostrado na figura abaixo. O trabalho em certo intervalo a é a área entre a curva e o eixo no gráfico do correto como função do passado. A área é facilmente calculada quando a mesma é constituída pela união de triângulos e quadrados. (a) A área abaixo do trapézio é ______; portanto o trabalho é:\n(a) é 4,3.\n(b) Não há força resultante sendo aplicada nesse intervalo; portanto, o trabalho é zero.\n(c) A área do triângulo acima do eixo é _____; como a área está abaixo do eixo, o trabalho é negativo; sendo assim,\n(d) O trabalho total é a soma dos trabalhos nos itens (a), (b) e (c), sendo igual a _____.\nO trabalho procurado é _____ (sinal é negativo porque o movimento é de volta).\n\nUniversidade de Brasília - Física 1 - Sétima Lista de Exercícios