Exercícios resolvidos

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Eletrostática

Força Elétrica

Duas esferas carregadas positivamente são fixadas, estando separadas por uma distância de 30cm. Uma terceira esfera carregada com carga [latex]5 \times 10^{-7} C[/latex] é colocada entre elas, de forma que as três cargas fiquem sobre uma mesma reta. Nessas condições, pergunta-se:

a) Se as cargas das duas esferas fixas fossem iguais, qual deveriam ser as distâncias entre a 3° esfera e cada uma das outras, para que a força resultante nessa 3° esfera fosse zero?
b) A obtenção do sistema permitiu concluir que as cargas das duas esferas fixas não são iguais, mas que uma é o dobro da outra. Com a 3° carga colocada exatamente no meio da distância entre as outras duas, determinou-se que o módulo da força resultante na esfera central valia [latex]2 \times 10^{-3} N[/latex]. Qual deve ser o valor das cargas das outras esferas? Adotar a constante da Lei de Coulomb igual a [latex]9 \times 10^{9} N.m²/C²[/latex]

Campo elétrico

O fato de os núcleos atômicos serem formados por prótons e nêutrons suscita a questão da coesão nuclear, uma vez que os prótons, que têm carga positiva [latex] q=1,6 \times 10^{-19} C [/latex], se repelem através da força eletrostáticavEm 1935, H. Yukawa propôs uma teoria para a força nuclear forte, que age a curtas distâncias e mantém os núcleos coesos.

a) Considere que o módulo da força nuclear forte entre dois prótons FN é igual a vinte vezes o módulo da força eletrostática entre eles FE, ou seja FN = 20FE. O módulo da força eletrostática entre dois prótons separados por uma distância d é dado pela lei de Coulomb. Obtenha o módulo da força nuclear forte FN entre os dois prótons quando separados por uma distância [latex] d=1,6 \times 10^{-15}m[/latex], que é uma distância típica entre prótons no núcleo.

b) As forças nucleares são muito maiores que as forças que aceleram as partículas em grandes aceleradores como o LHC. Num primeiro estágio de acelerador, partículas carregadas deslocam-se sob a ação de um campo elétrico aplicado na direção do movimento. Sabendo que um campo elétrico de módulo [latex] E= 2,0 \times 10^6 N/C[/latex] age sobre um próton num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no próton.

Potencial elétrico

Na figura está representada uma placa condutora plana horizontal muito extensa e positivamente carregada. Uma partícula de massa [latex]2 \times 10^{-5} kg[/latex] e carga positiva [latex] q = 8,0 \times 10^{-6} C[/latex] é lançada verticalmente para baixo de um ponto A, a 0,30 m de altura da placa, com velocidade de 20 m/s, e para ao atingir um ponto B, a 0,10 m da placa, na região em que o campo elétrico pode ser considerado uniforme. Determine:

a) O módulo do vetor campo elétrico nesta região

b) a diferença de potencial entre os pontos A e B

c) o que acontece com essa partícula depois de atingir o ponto B. (considere g = 10 m/s²)

Aplicações das leis de Newton

Vídeo aula – Exercícios resolvidos

Acompanhe abaixo vídeo aula com 10 exercícios resolvidos sobre as aplicações das leis de Newton nos principais casos que costumam aparecer nas avaliações de nível médio.

Veja o exercício resolvido 1

1. Um trabalhador empurra um conjunto formado por dois blocos A e B de massas 4 kg e 6 kg, respectivamente, exercendo sobre o primeiro uma força horizontal de 50 N, como  representado na figura a seguir.

Admitindo-se que não exista atrito entre os blocos e a superfície, o valor da força que A
exerce em B, em newtons, é

a) 50 N

b) 40 N

c) 30 N

d) 20 N

e) 10 N

Veja o exercício resolvido 2

2. Na figura, o bloco A tem uma massa MA = 80 kg e o bloco B, uma massa MB = 20 kg. São ainda desprezíveis os atritos e as inércias do fio e da polia e considera-se g = 10m/s2. Qual o módulo da força que traciona o fio?

Veja o exercício resolvido 3

3. Os três corpos, A, B e C, representados na figura a seguir têm massas iguais, m = 3,0 kg.

O plano horizontal, onde se apoiam A e B, não oferece atrito, a roldana tem massa desprezível e a aceleração local da gravidade pode ser considerada g = 10 m/s2. A tração no fio que une os blocos A e B tem módulo
a) 10 N
b) 15 N
c) 20 N
d) 25 N
e) 30 N

Veja o exercício resolvido 4

4. Os corpos A e B são puxados para cima, com aceleração de 2,0 m/s2, por meio da força , conforme o esquema a seguir. Sendo mA = 4,0 kg, mB = 3,0 kg e g = 10 m/s2, a força de tração na corda que une os corpos A e B tem módulo, em N, de

a) 14
b) 30
c) 32
d) 36
e) 44

Veja o exercício resolvido 5

5. Dois corpos A e B, de massas MA = 3,0 kg e MB = 2,0 kg, estão ligados por uma corda de peso desprezível que passa sem atrito pela polia C, como mostra a figura a seguir.

Entre A e o apoio existe atrito de coeficiente ? = 0,5, a aceleração da gravidade vale g = 10 m/s2 e o sistema é mantido inicialmente em repouso. Liberado o sistema, após 2,0 s de movimento, a distância percorrida por A, em metros, é
a) 0,50
b) 1,0
c) 2,0
d) 2,5
e) 5,0

Veja o exercício resolvido 6

6. No conjunto a seguir, de fios e polias ideais, os corpos A, B e C encontram-se inicialmente em repouso. Num dado instante esse conjunto é abandonado, e após 2,0s o corpo A se desprende, ficando apenas os corpos B e C interligados. O tempo gasto para que o novo conjunto pare, a partir do desprendimento do corpo A, é de:

a) 8,0 s

b) 7,6 s

c) 4,8 s

d) 3,6 s

e) 2,0 s

Veja o exercício resolvido 7

7. (Ita ) Dois blocos de massa M estão unidos por um fio de massa desprezível que passa  por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente  sobre um dos blocos, como mostra a figura. Com que força esse pequeno bloco de massa m pressionará o bloco sobre o qual foi colocado?

Veja o exercício resolvido 8

8. Uma força F é aplicada a um sistema de dois blocos, A e B, de massas mA e mB, respectivamente, conforme figura a seguir.

 

O coeficiente de atrito estático entre os blocos A e B é igual a [latex]\mu_B[/latex]  e o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco A e o plano horizontal é igual a [latex]\mu_A[/latex]. Considerando a aceleração da gravidade igual a g, assinale a alternativa que representa o valor máximo da força horizonta F que se pode aplicar ao bloco A, de forma que o bloco B não deslize (em relação ao bloco A).

Veja o exercício resolvido 9

9. (Unb 1997) O coeficiente de atrito estático entre os blocos A e B, montados como mostra a figura adiante, é de 0,9. Considerando que as massas dos blocos A e B sejam, respectivamente, iguais a 5,0 kg e 0,4kg e que g = 10,0 m/s², calcule, em newtons, o menor valor do módulo da força rF para que o bloco B não caia. Despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista.

questao9

Veja o exercício resolvido 10

10. A figura representa dois baldes de massas M1 e M2, contendo cada um uma quantidade
de areia de massa M.
leis-newton-q10

Considere a polia e os fios ideais. Supondo que a massa M2 seja ligeiramente maior que a massa M1
a) Qual a quantidade m de areia que deve ser transferida do balde de massa M1 para o balde de massa M2 para
que a aceleração do sistema aumente de um fator f ?
b) Qual o maior valor de f possível?

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