Exercícios resolvidos de Física I. Capítulo 6 e 7

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA – CCE

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS – FIS 100
CAP. 6 e CAP.7 – TRABALHO, ENERGIA e CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
1. Uma caixa de massa m é empurrada para cima deslocando-se uma distância d, sobre um plano, cuja inclinação é θ acima da horizontal, por uma força paralela ao plano inclinado. A caixa parte do repouso e sobe com aceleração constante a = 0,2 g. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o plano é µc e a aceleração da gravidade é g. Determine em função das grandezas (m, d, θ, µc e g) que se fizerem necessárias, (a) o trabalho realizado sobre a caixa pela força que a empurra; (b) o trabalho realizado sobre a caixa pela força de atrito; (c) o trabalho realizado sobre a caixa pelo seu próprio peso; (d) a energia cinética da caixa, ao fim do deslocamento d.
Faça uso de ilustrações, eixos cartesianos de referência, e represente os dados pertinentes.
Faça o diagrama do corpo isolado.

r d WF = F .d . cos 0 0 = F .d

a)

r
F

WF = mgd (µ c cosθ + sen θ + 0,2 )

h

θ

b)

r
N

r fc r
F

WF = − µ c mg cosθ .d

∑F

θ

y

= 0 ⇒ N = Mg cosθ

f c = µ c N = µ c Mg cosθ

r
P

W f c = f c d cos180 0 = − f c .d

c)

W P = − ∆ U g = − mgh = − mgd sen θ

d)

∑F

x

= ma ⇒ F − µ c mg cos θ − mg sen θ = ma

WTotal = − ∆K = K f − K i

F = µ c mg cos θ + mg sen θ + m0,2g

WR = K f

F = mg ( µ c cos θ + sen θ + 0,2 )

R.d cos 0 0 = K f ma .d = K f
K f = 0, 2 mgd

Ki = 0

2. Na figura ao lado os blocos A e B estão ligados por um fio ideal que passa por uma polia de massa desprezível. Inicialmente, o bloco A (massa 4m) está se deslocando para a direita e o bloco B (massa m) está se deslocando para baixo, ambos com velocidade v0. A partir de então, devido ao atrito entre o bloco A e a mesa, ambos são levados ao repouso após percorrerem uma distância L. Use o teorema do trabalho-energia para calcular o coeficiente de atrito cinético entre o