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SISTEMA DE ENSINO FÍSICA Leis de Newton e suas Aplicações Livro Eletrônico 2 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Leis de Newton e suas Aplicações ..................................................................................4 1. Força ..........................................................................................................................4 1.1 Força Peso .................................................................................................................5 1.2 Força Normal ............................................................................................................6 1.3 Força de Tração ou de Tensão ................................................................................... 7 2. As Leis de Newton ...................................................................................................... 7 2.1 1ª Lei de Newton ........................................................................................................ 7 2.2 3ª Lei de Newton .................................................................................................... 10 3. 2ª Lei de Newton ...................................................................................................... 13 4. Aplicações das Leis De Newton ................................................................................ 18 4.1 Associação de Blocos .............................................................................................. 18 4.2 Máquinas de Atwood ..............................................................................................25 4.3 Força de Atrito ...................................................................................................... 30 4.4 Força Elástica ........................................................................................................42 Mapas Mentais .............................................................................................................45 Questões de Concursos ................................................................................................46 Gabarito .......................................................................................................................62 Questões Comentadas ..................................................................................................63 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 3 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Apresentação Oiiiii, tudo bem??? Espero que não esteja sumido(a)!!! Não deixe um intervalo de tempo grande de uma aula para outra! Ok?? Mas caso você tenha deixado um tempo considerável da aula anterior para essa, seria bom resolver pelo menos cinco questões de cada aula. A próxima aula é sobre as Leis de Newton e suas aplicações. È a parte da física denomi- nada dinâmica. E não se esqueça de ter DISCIPLINA e TREINAMENTO!! No final desta aula, você estará apto(a) a resolver as questões sobre Leis de Newton, For- ças e as suas aplicações. Temas bastante cobrados nas provas de concursos públicos. Vamos nessa!? 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Força Definimos FORÇA como sendo uma grandeza vetorial capaz de alterar o estado de movi- mento ou de repouso das coisas. Tudo bem, Bizu!! Pergunta interessante. Mas peço que espere um pouquinho que mais tarde estudaremos juntos a resposta dessa pergunta. Quando falarmos das três Leis de Newton! Ok?? O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 5 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Então... Voltando à Força, temos que a Unidade no Sistema Internacional é o N (Newton), em homenagem ao grande Isaac Newton, pai da Dinâmica! Outro item importante é que ela pode ser com ou sem contato, veja alguns exemplos: • Forças de contato: Força de Atrito, Força de Tração, Força Normal, dentre outras; • Forças sem contato: Força Peso, Força Elétrica, Força de Atração Gravitacional entre os Corpos, dentre outras. Bizu, que cara é essa? Você já deve tá pensando “Humm, força de atração, aquela que sinto pelo meu crush!!” Calma aí! Não é bem esse tipo de atração! Pare de pensar nela e volte aos estudos! Bora falar um pouco sobre algumas forças. 1.1 Força Peso A Força Peso é do tipo sem contato e nada mais é do que a força de atração que a Terra aplica no nosso corpo. É desse tipo de atração que estamos falando, rsrs! Ela sempre será direcionada para o centro da Terra e está aplicada no centro de gravidade do corpo. Então observando os corpos abaixo, vamos aplicar a Força Peso em cada um deles. 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Obser- vando os corpos do exemplo anterior, vamos aplicar a força Normal em cada um deles: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 7 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Observe que no corpo 1, não existe Força Normal (FN*), pois não há superfície, nos outros corpos a Força Normal é perpendicular (90º) à superfície. *Alguns autores utilizam a Letra N para representar a Força Normal, eu prefiro utilizar FN para diferenciar da unidade N (Newton). 1.3 Força de Tração ou de TeNsão A Força de Tração ou de Tensão (T) nada mais é do que a Força aplicada através de um fio, uma corda, uma correnteetc. Sem mistérios! Olha só: Durante o curso falaremos de outras Forças, por enquanto precisamos somente dessas três. 2. as leis de NewToN Você já deve ter estudado sobre as famosas Leis de Newton. São três leis, entretanto, por questões didáticas, nossa ordem será estudar a primeira, a terceira e por último a segunda. Vamos relembrá-las? 2.1 1ª lei de NewToN A 1ª Lei de Newton também conhecida como Lei da Inércia, pode ser entendida com essa tirinha: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 8 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Figura 1: http://newtoninercia.blogspot.com/p/quadrinhos.html Então por definição: “Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso e um corpo em movimento tende a continuar em movimento retilíneo e uniforme” Show de bola, BIzurado!!!! É exatamente assim, note que na tirinha, a pedra aplica a força somente no skate, então o skatista continua em MRU. 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Observe que a 1ª Lei de Newton já responde a essa pergunta, ou seja, um corpo em repou- so pode ter forças agindo sobre ele, porém o seu somatório (Força Resultante) é zero. E os examinadores gostam muito desse tipo de pergunta!!! QuesTão 1 (UFBA/FÍSICO/2009) Julgue o seguinte item: ( ) � A lei básica da Dinâmica — a lei da Inércia, descoberta por Galileu e conhecida como Primeira Lei de Newton — estabelece que a tendência natural de um corpo é permanecer O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 10 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Errado. Vimos que a Lei da Inércia defende que um corpo em repouso tende ao repouso e um corpo em movimento tende ao MRU, quando sua Força Resultante for igual a zero. Quanto ao fato de Galileu ter descoberto, está correto, pois ele foi o primeiro a formular essa ideia, em 1687, um tempinho atrás! 2.2 3ª lei de NewToN A 3ª Lei de Newton também conhecida como o Princípio da Ação e Reação, pode ser enun- ciada da seguinte forma: “À toda ação corresponde a uma reação, de mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos” - As forças de ação e reação são aplicadas em corpos diferentes, portanto, NÃO podemos cancelá-las; Então com encontraremos a reação de uma força? É simples, basta você fazer a seguinte pergunta, quem aplicou a força em quem? Por exemplo: Considere um corpo de peso P, qual é a sua reação? 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Considerando a terceira lei de Newton e as forças que atuam sobre o bloco, julgue o item: ( ) � na situação acima, o peso e a força normal formam um par de ação e reação, se ele estiver em repouso. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 13 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Errado!!! Não se engane, Força Normal e Peso nunca formarão um par de ação e reação. 3. 2ª lei de NewToN A 2ª Lei de Newton também conhecida como o Princípio Fundamental da Dinâmica. Vamos tentar entender da seguinte forma: Se eu aplico uma força de módulo (intensidade) F em um corpo em repouso e de massa m, ele vai se movimentar com aceleração a. Se eu duplico a intensidade da minha força 2F e a aplico no mesmo corpo de massa m, o que você entende que acontecerá? Acertou se você pensou que a aceleração será duplicada. E a ideia continua a mesma, se triplicarmos a força a aceleração nesse mesmo corpo tri- plicará, por fim, se eu aplicar a metade da força, a aceleração também ficará na metade. Ou seja, podemos concluir que a Aceleração adquirida por um corpo de massa m, será diretamente proporcional à Força aplicada nele. 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Aplicando a 2ª Lei de Newton Uma observação, o módulo de um vetor pode ser representado por ou somente por F. b) Qual é a Força Peso desse corpo? A Força Peso tem direção vertical e sentido para baixo, note que a única aceleração que age sobre esse corpo é a da gravidade (g = 10 m/s2), portanto, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 15 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Aplicando a 2ª Lei de Newton na direção vertical A Força Peso será calculada por P = m.g c) Qual é a Força Normal desse corpo? A Força Normal é sempre perpendicular à superfície, portanto, Observe que o corpo não se movimenta na direção y, então podemos concluir que Você se lembra da maneira para calcular o vetor resultante? O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 16 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Exatamente!! Quando os vetores estão em sentidos opostos, temos que diminuir os seus módulos Fr = P - FN. Logo, Quando a superfície for plana e na horizontal e não tiver nenhuma outra força atuando na di- reção y, o módulo da força Normal será igual ao módulo da Força Peso. QuesTão 3 (MARINHA/EAM/MARINHEIRO/2011) Julgue o seguinte item: Durante a apresentação para uma revista especializada, um carro de 1200 kg acelerou numa pista retilínea e obteve o resultado mostrado no gráfico abaixo: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 17 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA É correto afirmar que a força média, em newtons, transmitida pelo motor às rodas entre os instantes 0s e 5 s, foi de: a) 1200 b) 2400 c) 3600 d) 4800 e) 6000 Letra e. Dados Quando t = 0 s, V0 = 0 Quando t = 5 s, V = 90 km/h ÷ 3,6 = 25 m/s m = 1200 kg Para encontrar a força que atua no veículo, teremos que calcular a sua aceleração durante o intervalo de tempo determinado (0 a 5vs) e depois utilizar a 2ª Lei de Newton. Sabemos que a aceleração é dada por, Substituindo os valores conhecidos, Para encontrar a força média aplicada durante o intervalor de tempo (0 a 5s), utilizamos a 2ª Lei de Newton O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 18 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Gostou? Espero que sim!! 4. aPlicações das leis de NewToN 4.1 associação de Blocos Outro tipo de questão que os examinadores gostam de cobrar em provas é aquele dos bloquinhos, também chamadas de Associação de blocos. Vamos a um exemplo. Exemplo 2: Considere que dois corpos A e B de massas 2 kg e 4kg, estão presos por uma corda de massa desprezível. Aplica-se uma Força de 30 N na horizontal e para a direita no corpo B, determine: (considere g = 10 m/s2) a) A aceleração do conjunto; b) A Força de Tração na corda; c) A Força Normal em B; d) A Força Normal em A. Dados: mA = 2 kg mB = 4 kg F = 30 N O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 19 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA a) A aceleração do conjunto. Para resolver esse tipo de questão, devemos isolar os corpos, colocar as forças que atuam em cada um deles e logo em seguida aplicar a 2ª Lei de Newton. Ah sim! E o nosso referencial será positivo para a direita!! - Isolando o corpo A Te pergunto, quais as forças que atuam nesse corpo? Muito bem! Temos a Força Peso, a Força Normal e a Força de Tração de B em A. Desenhando os vetores. Como a Força Normal e a Força peso são iguais, elas podem se anular. Sobrando a Força de Tração de B em A, que passa a ser a força resultante que atua em A. Aplicando a 2ª Lei de Newton, temos: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 20 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Encontraremos nossa primeira equação, continuemos utilizando o mesmo raciocínio no corpo B. - Isolando o corpo B Quais as forças que atuam nesse corpo? Muito bem! Temos a Força aplicada, a Força Peso, a Força Normal e a Força de Tração de A em B. Desenhando os vetores. Como a Força Normal e a Força peso são iguais, elas podem se anular. Sobrando as Forças de Tração de A em B e a Força aplicada em B. 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Sabendo-se que além da força mencionada atuam sobre o corpo so- mente o seu peso e a normal, calcule, em metros, o deslocamento escalar sofrido pelo corpo ao final de um intervalo de tempo de 4,0 s de aplicação da referida força e assinale a opção correta, considerando g=10m/s2 e o corpo um ponto material. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 23 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA a) 10 b) 16 c) 40 d) 80 e) 200 Letra c. Então, questão bem recente que caiu na prova do colégio naval! O bom é que o examinador já coloca as forças para você! Dados F = 10 N m = 2,0 kg v0 = 0 (repouso) ∆t = 4,0 s Deslocamento =? Primeiramente iremos analisar as forças existentes no corpo e em seguida aplicar a 2ª Lei de Newton para achar a aceleração. De posse da aceleração, utilizaremos uma das equações do MRUV para encontrar o desloca- mento do corpo. Analisando as forças no corpo Como a Força Normal e a Força peso são iguais, elas podem se anular. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 24 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Sobrando a Força de intensidade 10 N, que passa a ser a força resultante que atua no corpo. Aplicando a 2ª Lei de Newton, temos: Substituindo os valores conhecidos, Para encontrar o deslocamento utilizaremos a equação horária do MRUV Substituindo os valores conhecidos, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 25 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA 4.2 máQuiNas de aTwood Outra aplicação das Leis de Newton é a Máquina de Atwood. A máquina de Atwood é um sistema simples de cordas e roldanas, onde a partir das Leis de Newton podemos determinar a aceleração do conjunto. Podemos desenhar as forças de tração e Peso na máquina de Atwood: Depois das forças aplicadas, basta utilizarmos as Leis de Newton! 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Dados: M = 2m g = 10 m/s2 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 27 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Aplicando as forças no sistema: Onde: - TMm é a força de tração entre M e m; - TmM é a força de tração entre m e M; - Pm é o Peso de m - PM é o peso de M Note que TmM e TMm foram um para de ação e reação, portanto possuem o mesmo módulo. Isolando os corpos: 1º) Corpo m O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 28 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Aplicando a 2ª Lei de Newton A Força resultante será Fr = TMm – Pm, pois os vetores estão na mesma direção e sentidos opostos. Boa pergunta, Bizurado! Se você observar, M é maior que m, portanto esse sistema girará no sentido horário, logo usaremos como Fr = TMm – Pm. Caso, você se esqueça disto e coloque ao contrário, o seu resultado será negativo, ou seja, o sentido é oposto do sistema de referên- cia que você adotou. Continuando, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 29 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA 2º) Corpo M Aplicando a 2ª Lei de Newton A Força resultante será Fr = PM – TmM, pois gira no sentido horário. Resolvendo o sistema de equações I e II, sabendo que TmM é igual a TMm (ação-reação) Somando as duas equações, temos: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 30 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA 4.3 Força de aTriTo Ahhh, o famoso ATRITO!! O que seria de nossas vidas sem o atrito? Com ele nós conseguimos andar, parar, mudar de rumo e etc. Você já tentou empurrar um carro em repouso? Note que para tentar colocá-lo em mo- vimento você deve ir aumentando a sua força até que chega um instante em que o veículo começa a se movimentar. Não sei se você já observou, mas depois que o carro está em movimento, você não precisa fazer mais taaaaaanta força como antes para mantê-lo em movimento. Estamos, portanto, falando da força que se opõe ao movimento, chamada de FORÇA DE ATRITO (fat). No exemplo em que você empurrou o carro, temos os dois tipos de força de atrito: 4.3.1 A Força de Atrito Estático Por definição é aquela em que aplicamos uma força em um corpo e ele continua em re- pouso ou sem deslizamento. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 31 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA A Força de Atrito Estático máxima é aquela que surge oposta ao movimento e quando cor- po está na iminência de movimento, ou seja, se aumentarmos a força aplicada o corpo passa a se movimentar. A força de atrito depende da superfíciede contato. E cada superfície tem uma característica, algumas são mais lisas e outras são mais ru- gosas, e o que isso muda?? Muda o valor do coeficiente de atrito!! No caso da fora de atrito estático, nós trabalhamos com o chamado Coeficiente de atrito estático µe (mi estático). Por definição matemática a Força de Atrito Estático é dada por: (mi estático vezes a Força Normal) 4.3.2 A Força de Atrito Dinâmico É aquela em que surge quando há deslizamento do corpo. A Força de Atrito Dinâmico é sempre menor que a Força de Atrito Estático. Ela também depende da superfície, ou seja, cada superfície tem o seu Coeficiente de atrito dinâmico µ (mi). Por definição matemática é dada por: (mi dinâmico vezes a Força Normal). O gráfico da força de atrito em função da força aplicada no corpo, pode ser dado por: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 32 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Onde a primeira parte do gráfico até o seu pico, o corpo está em repouso, portanto temos a força de atrito estático, a partir do momento em que o corpo passa a se movimentar (deslizar) temos a força de atrito dinâmico. Observando o gráfico, verificamos que o pico será a força de atrito estático máxima, ou seja, quando o corpo está na iminência do movimento. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 33 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Antes de resolver um exemplo, você precisa saber que o coeficiente de atrito é uma gran- deza adimensional, ou seja, não possui unidade de medida. Ok? Exemplo 3. Considere um corpo de massa 5kg sobre uma superfície de coeficiente de atri- to estático µe = 0,7. Aplica-se uma Força de 18 N na horizontal e para direita, calcule a Força de Atrito Estático que atua nesse corpo. Dados: m = 5 kg µe = 0,7 F = 18 N Colocando as forças conhecidas no corpo, temos: Como a superfície é horizontal, podemos cancelar P e FN, logo a força peso e a força nor- mal possuem os mesmos valores em módulo. A Força de Atrito Estático é dada por: Substituindo os valores conhecido, temos Sabemos que P = m.g, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 34 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Podemos concluir que esse corpo não entrará em movimento, pois a Força aplicada é menor que a Força de Atrito Estático máxima. QuesTão 6 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÕES/PETROBRÁS/2014) Considere três blocos que se movem sobre uma superfície horizontal em virtude da ação de uma força hori- zontal de módulo 360 N, como mostra a Figura abaixo. As massas dos blocos P, Q e R valem, respectivamente, 12,0 kg, 18,0 kg e 30,0 kg, e o valor do coeficiente de atrito cinético entre os blocos e a superfície é 0,200. O módulo da força de interação entre os blocos P e Q, em N, é Dado: Aceleração da gravidade = 10,0 m/s2 a) 120 b) 180 c) 240 d) 288 e) 324 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 35 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Letra d. Questão muito interessante!!!! Vamos pegar os dados, isolar cada um dos corpos, aplicar as forças atuantes e em seguida utilizar a 2ª Lei de Newton. Ah, atrito cinético é o mesmo que atrito dinâmico!! Dados: F = 360 N µ = 0,200 g = 10 m/s2 mP = 12,0 kg mQ = 18,0 kg mR = 30,0 kg, FPQ =? 1º) Isolando o corpo P Quais as forças que atuam em P? Força F, Força Peso, Força Normal, Força de atrito e a Força que Q faz em P (força do contato entre os corpos). Observando o diagrama das forças aplicadas em P, podemos cancelar PP com FnP, ou seja, elas são iguais PP = FnP. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 36 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Portanto, a Força resultante será Fr = F – FQP – FatP. Aplicando a 2ª Lei de Newton e adotando o referencial positivo para a direita, temos: 2º) Isolando o corpo Q Quais as forças que atuam em Q? Força que P faz em Q, Força Peso, Força Normal, Força de atrito e a Força que R faz em Q. Observando o diagrama das forças aplicadas em Q, podemos cancelar PQ com FnQ, ou seja, elas são iguais PQ = FnQ. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 37 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Portanto, a Força resultante será Fr = FPQ – FRQ – FatQ. Aplicando a 2ª Lei de Newton e adotando o referencial positivo para a direita, temos: 3º) Isolando o corpo R Quais as forças que atuam em R? Força que Q faz em R, Força Peso, Força Normal e a Força de atrito. Observando o diagrama das forças aplicadas em R, podemos cancelar PR com FnR, ou seja, elas são iguais PR = FnR. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 38 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Portanto, a Força resultante será Fr = FQR – FatR. Aplicando a 2ª Lei de Newton e adotando o referencial positivo para a direita, temos: Temos três equações e três incógnitas, dá para resolver pelo sistema: Arrumando as equações, Sabemos que pela 3ª Lei de Newton FPQ = FQP e FRQ = FQR, pois formam pares de ação e reação. Desse modo, podemos substituir as equações I e III em II. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 39 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Acabamos de encontrar a aceleração do sistema (conjunto), agora vamos substituir para en- contrar o valor da Força de interação em P e Q. Pode utilizar a equação I. QuesTão 7 (FUNIVERSA/PERITO CRIMINAL/SPTCGO/2010) Foi encontrada, em uma pistaasfaltada, uma marca de frenagem retilínea de 31,25 metros de comprimento. Supondo que não tenha havido colisão, e que no término da frenagem o veículo tenha alcançado o repouso, a velocidade do veículo no momento em que acionou os freios, considerando o coeficiente de atrito igual a 0,80 e a gravidade g = 10m/s², era de aproximadamente a) 65 km/h. b) 70 km/h. c) 75 km/h. d) 80 km/h. e) 85 km/h. Letra d. Vamos aos dados: V – = 0 (Velocidade final) O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 40 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA V0 =? ∆S = 31,25 m µ = 0,8 ∆S = 31,25 m Questão que envolve as Leis de Newton e as equações de movimento. Vamos analisar o problema, o veículo está a uma determinada velocidade quando aciona os freios, em seguida, a velocidade diminui até chegar ao repouso. O que faz a velocidade desse veículo diminuir? É a Força de atrito aplicada no sentido contrário ao do movimento. Portanto, devemos calcular a desaceleração sofrida pelo veículo e depois encontrar a veloci- dade inicial através da Equação de Torricelli. Colocando as Forças conhecidas. Observando o diagrama das forças aplicadas no veículo, podemos cancelar P com Fn, ou seja, elas são iguais P = Fn Aplicando a 2ª Lei de Newton e adotando o referencial positivo para a direita, temos: A Força resultante será Fr = - Fat. (negativo pois Fat está para o lado negativo da trajetória. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 41 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Cancelando as massas dos dois lados Negativo, pois é um movimento retardado (a velocidade diminui). Agora que já temos a desaceleração, vamos utilizar a Equação de Torricelli. Substituindo os valores: Oks!!?? Qualquer dúvida, não deixe de mandar no fórum! O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 42 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA 4.4 Força elásTica A Força Elástica Fel é aquela decorrente de uma liga, mola, elástico e etc. Essa Força surge quando comprimimos ou esticamos tais objetos. Tem como principais características ser uma Força de contato, restauradora e contrária ao movimento, conforme demonstrado nos desenhos abaixo. a) Mola em equilíbrio b) Mola comprimida c) Mola estendida Observe que a Força Elástica sempre será oposta ao movimento e é chamada de restau- radora, pois tende a colocar o corpo no seu estado de equilíbrio. Robert Hooke observou em seus experimentos que a Força Elástica é diretamente propor- cional à deformação sofrida pela mola, daí a Lei de Hooke e que depende da rigidez da mola. Onde K é a constante elástica da mola, medida em N/m e x é a deformação sofrida por ela. Vamos a um exemplo!! O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 43 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Exemplo 4. Um corpo de massa 8kg, está em equilíbrio e preso à uma mola. Considerando g=10m/s², a constante da mola igual a 100 N/m, determine a deformação da mola? Colocando as forças conhecidas (Peso e Força Elástica). Como o sistema está em equilíbrio, a Força resultante é zero, ou seja, Fr= 0. Logo da 2ª Lei de Newton, temos O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 44 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Que bom que você chegou até aqui!! Agora é treinar nas questões de concursos!! Vamos a elas!! O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 45 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA MAPAS MENTAIS O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 46 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QUESTÕES DE CONCURSOS QuesTão 1 (CEBRASPE/ANALISTA PEDAGÓGICO/SESI-SP) Em seus estudos de dinâmica, Newton percebeu que as forças sempre aparecem como resultado da interação entre corpos, isto é, a ação de uma força sobre um corpo não pode se manifestar sem que haja um outro corpo que provoque essa ação. Assinale a opção que identifica o fundamento correspondente a esse enunciado. a) princípio da inércia b) primeira lei de Newton c) segunda lei de Newton d) terceira lei de Newton QuesTão 2 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBM-PA/2003) A mecânica — uma das áreas da Físi- ca — é estruturada com base nas leis da inércia, do movimento, da ação e da reação, formula- das por Isaac Newton. Pela aplicação dessas leis, podem ser explicados macroscopicamente diversos fenômenos da natureza relativos aos movimentos, suas causas e seus efeitos. Nesse contexto, julgue os itens seguintes. I – ( ) Se um corpo está em repouso, então ele não está sujeito à ação de forças. II – ( ) Um objeto em movimento retilíneo e uniforme está sujeito a uma força resultante nula. III – ( ) A ação e a reação, que caracterizam a interação entre dois corpos, sempre se anulam, já que possuem mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos. IV – ( ) O princípio da ação e da reação permite explicar o fato de que uma máquina de lavar roupas, ao girar rapidamente o cesto de roupas, faz que a água saia tangencialmente pelos orifícios desse recipiente, enxugando parcialmente as roupas ali contidas. QuesTão 3 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBMDF/2011) Com relação a mecânica, julgue os itens a seguir. I – ( ) Se um corpo rígido encontrar-se em equilíbrio estático, então, necessariamente, nenhu- ma força estará atuando sobre esse corpo. II – ( ) De acordo com a terceira lei de Newton, a força de ação e a força de reação correspon- dente não atuam em um mesmo corpo, mas em corpos distintos. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.brhttps://www.grancursosonline.com.br 47 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 4 (CEBRASPE/PERITO CRIMINAL/CPC-PA/2007) Toda a mecânica newtoniana baseia-se nas três leis de Newton que, por sua vez, deram origem aos conceitos de energia, momento linear e momento angular e respectivas leis de conservação. Uma vez conhecidas as forças que atuam em um dado corpo, pode-se determinar a sua história, passada ou fu- tura, desde que esse corpo esteja sempre sujeito a tais forças. Com base nessas afirmativas, julgue os itens a seguir. I – ( ) Se a força resultante em um corpo é igual a zero, a aceleração também será igual a zero, do que se conclui que a 1ª lei é um caso particular da 2ª lei, logo, não se justifica como mais uma lei. II – ( ) Para forças constantes e não-nulas, obtêm-se acelerações também constantes, e a trajetória das partículas lançadas no campo dessas forças só poderá ser retilínea. III – ( ) Se a força sobre um objeto for proporcional ao deslocamento deste, a partir de um ponto, e essa força tiver sempre sentido contrário ao referido deslocamento, então, um movi- mento oscilatório pode decorrer dessa força. QuesTão 5 (VUNESP/PERITO CRIMINAL/PCSP/2013) Ao ser expelido do cano de 50 cm de comprimento de uma arma em repouso relativamente ao solo, um projétil leva 0,10 s para percorrer, em linha reta e com velocidade constante, a distância de 100 m. Supondo que a massa do projétil seja de 25 g e que seu movimento no interior do cano seja realizado com aceleração constante, a intensidade da força propulsora resultante sobre ele no interior do cano deve ser, em newtons, de a) 4,0.103. b) 2,5.105. c) 2,5.103. d) 4,0.104. e) 2,5.104. QuesTão 6 (CEBRASPE/ANALISTA PEDAGÓGICO/SESI-SP/2008) Com vestimenta própria para descer na Lua, um astronauta pesou, na Terra, 980 N. Considerando-se que o módulo da aceleração da gravidade na Terra seja igual a 9,8 m/s2, então o valor da massa, em kg, do conjunto astronauta/vestimenta medida na superfície da Lua é igual a O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 48 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA a) 98 kg. b) 100 kg. c) 160 kg. d) 200 kg. QuesTão 7 (CEBRASPE/PERITO CRIMINAL/SDS-PE/2016) Considere que a figura precedente representa um sistema que deva ser avaliado para se de- terminar se ele suporta uma pessoa com massa corpórea de 70 kg. Sabendo que as tensões máximas suportadas pelas cordas A, B e C são, respectivamente, 550 N, 550 N e 750 N, e que sen 45º = cos 45º = 0,7 e g = 10 m/s2, assinale a opção que apresenta uma conclusão correta acerca desse sistema. a) Se o tamanho das cordas A e B fosse maior, as tensões máximas que cada uma delas su- portaria seriam maiores também. b) Se, em vez de 45º, os ângulos do sistema fossem de 30º, e uma pessoa de 70 kg se pendu- rasse na corda C, a tração na corda A seria inferior a 500 N. c) O sistema representado na figura é eficiente para suportar uma pessoa de 70 kg, pois todas as cordas podem suportar as tensões nelas aplicadas, sem se arrebentarem. d) Se uma pessoa de 70 kg se pendurar na corda C, haverá o rompimento da corda, haja vista ser nula a resultante das forças na direção horizontal, o que demonstra que o sistema não é capaz de suportar uma pessoa com esse peso. QuesTão 8 (FUNCAB/PERITO CRIMINAL/SE-AC) Os corpos 1 e 2, da figura a seguir, têm massas de m1 = 3 kg e m2 = 2 kg. Considere que não há atrito entre os blocos e o plano O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 49 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA de apoio, e que o fio é inextensível e de peso desprezível. O atrito entre o fio e a polia, considerada sem inércia, também é praticamente desprezível. A aceleração do conjunto é de: (adote g = 10 m/s²) a) 2 m/s² b) 3 m/s² c) 4 m/s² d) 5 m/s² e) 6 m/s² QuesTão 9 (FDRH/PERITO CRIMINAL/IGP-RS/2008) Um caminhão, cuja massa é de 5,0 toneladas, desloca-se a uma velocidade constante de 54 km/h em uma via retilínea. À sua frente, um semáforo com luz vermelha acionada indica a necessidade de parada do veículo. Para que o movimento de freamento se dê em uma distância de 50 m, a força exercida sobre o caminhão deverá ser de, aproximadamente, a) 0,76 kN. b) 2,7 kN. c) 11,3 kN. d) 22,5 kN. e) 146 kN. QuesTão 10 (CEBRASPE/METRO-DF) Considere um trem em que o coeficiente de atrito está- tico entre o passageiro e a superfície do banco seja igual a 0,2. Em um local onde a acelera- O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 50 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA ção da gravidade for de 10 m/s2. haverá risco de deslizamento do passageiro sobre o banco quando a desaceleração do trem atingir a marca de a) 1,6 m/s2 b) 1,7 m/s2 c) 1,8 m/s2 d) 1,9 m/s2 e) 2,0 m/s2. QuesTão 11 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE PERFURAÇÃO/PETROBRÁS/2008) Uma criança de 40,0 kg está sobre uma balança dentro de um elevador que desce com aceleração constante. Se a balança indica 320 N, qual é, aproximadamente, em m/s2, o valor da aceleração do ele- vador? Dado Aceleração da gravidade = 10,0 m/s2 a) 0,80 b) 2,00 c) 8,00 d) 9,20 e) 10,0 QuesTão 12 (FUMARC/PROFESSOR/PMI/2015) Uma pessoa está no interior de um elevador que desce em movimento retardado, com uma aceleração de -0,5 m/s2. Sendo a massa da pessoa de 80 kg, o valor da força que o piso do elevador exerce na pessoa é de a) 40 N. b) 760 N. c) 800 N. d) 840 N. QuesTão 13 (EXÉRCITO/ESPCEX/CADETE/2014) Uma pessoa de massa igual a 80 kg está dentro de um elevador sobre uma balança calibrada que indica o peso em newtons, conforme desenho abaixo. Quando o elevador está acelerado para cima com uma aceleração constante de intensidade a=2,0 m/s2, a pessoa observa que a balança indica o valor de O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 51 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Dado: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2 a) 160 N b) 640 N c) 800 N d) 960 N e) 1600 N QuesTão 14 (IDECAN/PROFESSOR/SEEC-RN/2015) Uma caixa de massa desconhecida será içada por meio de uma corda que resiste a uma força de tração máxima de 6N sem se romper. Qual é a massa dessa caixa considerando que ela será puxada conforme indicado na figura e com a maior aceleração possível cujo valor é de 5 m/s2? (Considere: g = 10 m/s2.) a) 0,4 kg. b) 0,6 kg. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br52 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA c) 0,8 kg. d) 1,2 kg. QuesTão 15 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÃO/PETROBRÁS/2017) Um homem sus- tenta uma carga de 50,0 kg por meio de uma corda e uma roldana, como mostra a Figura abaixo. Sabe-se o seguinte: a corda e a roldana são ideais; o sistema está em equilíbrio estático; tan- to o homem quanto a carga encontram-se em repouso; o ângulo entre a corda e a horizontal é de 53,0º. O valor aproximado, em N, da resultante das forças de atrito entre o calçado do homem e o solo, é Dados aceleração da gravidade = 10,0 m/s2 sen 53,0º = 0,800 cos 53,0º = 0,600 300 b) 375 c) 400 d) 500 e) 667 QuesTão 16 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBMAL/2017) Para facilitar o processo de içar um corpo, pode-se utilizar um sistema de roldanas, como o ilustrado na figura acima. Na figura, o O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 53 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA homem que puxa a corda aplica uma força para levantar uma pessoa de 65 kg, que está presa a uma cadeira de 5 kg, que, por sua vez, está suspensa por uma corda inextensível ideal que, também, passa por uma roldana móvel ideal. Com relação a essa situação e aos vários as- pectos a ela relacionados, julgue o item a seguir, considerando que a aceleração da gravidade seja de 10 m/s2. ( ) � Para que a pessoa sentada na cadeira fique em equilíbrio, o homem deve aplicar uma força vertical para baixo de módulo igual a 350 N. QuesTão 17 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÕES/TRANSPETRO) A figura abaixo é o es- quema de um experimento onde os fios, a polia e a mola são considerados ideais, e os atritos são desprezíveis. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 54 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Os blocos A e B se movem com a mesma aceleração, em módulo. Se o comprimento da mola, quando nenhuma carga é aplicada a ela, é de 10 cm, qual é, apro- ximadamente, em N/m, o valor da constante elástica da mola? Dados Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa do bloco A = 30 kg Massa do bloco B = 10 kg a) 100 b) 700 c) 2.100 d) 3.000 e) 4.000 QuesTão 18 (CESGRANRIO/OPERADOR/PETROBRÁS/2005) Um corpo encontra-se suspen- so no teto de um ônibus por um fio de massa desprezível. O veículo parte do repouso, em movimento uniformemente acelerado, e o corpo suspenso desloca-se para trás em direção oposta ao movimento do ônibus, até formar um ângulo de 30º em relação a uma perpendicu- lar ao piso do veículo. A aceleração do ônibus, em m/s2, em relação a um observador que se encontra parado no ponto do ônibus é: (Dados: aceleração da gravidade = 10m/s2; cos 30º = 0,87; sen 30º = 0,50; cos 60º = 0,50; sen 60º = 0,87; tg de 30º = 0,57) a) 4,0 b) 5,7 c) 8,0 d) 8,7 e) 10,0 QuesTão 19 (FGV/PERITO CRIMINAL/PCRJ/2008) Um perito foi chamado para analisar um acidente de trânsito e determinar a velocidade de um carro no instante em que ele colidiu com outro que estava em repouso à sua frente. O perito recebeu as seguintes informações: no instante em que o carro começou a frear com todas as rodas travadas ele tinha uma velo- cidade de 20m/s; O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 55 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA a marca deixada no asfalto por cada um dos pneus desde o início da freada até o instante do impacto era retilínea e tinha 6,5 m de extensão; o coeficiente de atrito entre os pneus e o asfalto era µ = 0,3. Com base nesses dados, o perito concluiu corretamente, considerando g = 10m/s2, que a velocidade do carro no instante do impacto foi: a) 19m/s. b) 17m/s. c) 15m/s. d) 12m/s. e) 10m/s. QuesTão 20 (FUNCAB/PROFESSOR/EBTT/2014) Na figura a seguir, sobre o bloco de 5 kg atua uma força F = 10 N, fazendo 60º com a horizontal. Admitindo que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é 0,1 a aceleração com a qual o bloco deslizará será em unidades do SI de: Adote g = 10 m/s², cos60º = 0,5 e sen60º = 0,8. a) 0,16. b) 0,20. c) 0,50. d) 0,75. e) 0,12. QuesTão 21 (CEBRASPE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/FUB/2016) O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 56 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA O sistema ilustrado na figura precedente mostra uma mola de constante elástica igual 1 N/ cm, a qual sustenta uma massa de 100 g. Assumindo a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s2, e 3,14 como o valor aproximado de π, julgue o item seguinte. I – ( ) Se a mola for cortada ao meio, o valor da sua constante elástica dobrará. II – ( ) Para o corpo estar na sua posição de equilíbrio, a mola teve de esticar um valor inferior a 1 cm. QuesTão 22 (CEBRASPE/PROFESSOR/SAEB) Na figura acima, estão representados dois esquemas de associação de molas: o pri- meiro é uma associação em série e o segundo, uma associação em paralelo. K1 e K2 são as constantes elásticas das duas molas associadas. Considerando que Ks e Kp sejam as constantes elásticas equivalentes da associação em série e da associação em paralelo O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 57 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 23 (EXÉRCITO/ESPCEX/CADETE/2019) O sistema de polias, sendo uma fixa e três móveis, encontra-se em equilíbrio estático, conforme mostra o desenho. A constante elástica da mola, ideal, de peso desprezível, é igual a 50 N/cm e a força F na extremidade da corda é de intensidade igual a 100 N. Os fios e as polias, iguais, são ideais. O valor do peso do corpo X e a deformação sofrida pela mola são, respectivamente a) 800 N e 16 cm. b) 400 N e 8 cm. c) 600 N e 7 cm. d) 800 N e 8 cm. e) 950 N e 10 cm. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 58 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 24 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE PERFURAÇÃO/PETROBRÁS/2014) Um homem ar- rasta uma caixa com o auxílio de uma corda de massa desprezível, conforme mostra a Figura. A corda forma um ângulo de 37º com a horizontal. Qual é, aproximadamente, em N, a intensi- dade da força detração na corda de modo que a caixa se mova em linha reta com aceleração constante de 0,30 m/s2 sobre a superfície horizontal? Dados Coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície = 0,20 Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa da caixa = 40 kg sen 37º = 0,60 cos 37º = 0,80 a) 12 b) 15 c) 92 d) 100 e) 115 QuesTão 25 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÕES/PETROBRÁS/2012) Dois blocos de madeira encontram-se apoiados em uma mesa horizontal, como mostra a figura abaixo. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 59 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Com o intuito de movimentar os blocos sobre a mesa, é aplicada ao bloco 1 uma força hori- zontal F de intensidade 16 N. O coeficiente de atrito entre os blocos e a mesa vale 0,15. Qual é, em m/s2, o módulo da aceleração adquirida pelos blocos? Dados: Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa do Bloco 1 = 2,0 kg Massa do Bloco 2 = 6,0 kg a) 0,15 b) 0,50 c) 0,88 d) 1,6 e) 2,0 QuesTão 26 (IBF/AUXILIAR DE PERÍCIA/POLÍCIA CIENTÍFICA-PR/2017) A constante elástica de uma mola é de 60 N/cm. Nessas circunstâncias, a deformação sofrida pela mola ao ser solicitada por uma força de intensidade 240 N é: a) 1 cm b) 2 cm c) 3 cm d) 4 cm e) 5 cm QuesTão 27 (CEBRASPE/PROFESSOR/SEDUC-CE/2009) O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 60 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA A figura I acima mostra um bloco de massa M, sendo pesado em uma balança de mola, de massa desprezível, do tipo suspensa. A figura II mostra o gráfico do comportamento da força que atua no sistema em função do alongamento — x — da mola da balança em relação à po- sição de equilíbrio. Desconsidere as forças de atrito. Com base nas informações do texto e nas leis de Newton, julgue os itens a seguir. I – ( ) A força exercida pela mola no bloco é uma função linear do alongamento x da mola em relação à posição de equilíbrio. II – ( ) O peso do bloco é igual à sua massa. III – ( ) O valor do peso de um bloco, medido na balança de mola, varia com a altitude do local onde a balança se encontra em relação ao nível do mar. IV – ( ) A balança de mola pode ser utilizada para comparar massas em um ambiente de gra- vidade nula. QuesTão 28 (CEBRASPE/PROFESSOR/SEDUC-CE/2009) Com base na questão anterior, en- contre o valor da constante elástica — k— da mola, em N/m, é igual a a) 10–1 b) 101 c) 102 d) 103 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 61 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 29 (CEBRASPE/PROFESSOR/SEDUC-CE/2012) Ainda com base no texto da ques- tão 24. Se k é a constante elástica da mola e se M é a massa da criança, então na situação de equilíbrio mecânico, a aceleração da gravidade, no local da medida, é determinada pela relação a) b) c) d) QuesTão 30 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBMAL/2017) A figura a seguir mostra um sistema de roldanas utilizado para resgatar um homem de 80 kg. Considerando a figura, que as roldanas sejam ideais, os fios inextensíveis e que a gravidade local seja igual a 10 m/s2, julgue o item a seguir. ( ) � Para suspender o homem, a força F a ser aplicada pela equipe de resgate deverá ser igual a 450 N. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 62 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA GABARITO 1. d 2. E,C,E,E 3. E,E 4. E,E,C 5. e 6. b 7. c 8. c 9. c 10. e 11. b 12. d 13. d 14. a 15. a 16. C 17. d 18. b 19. a 20. a 21. C,C 22. a 23. d 24. d 25. b 26. d 27. C,E,C,E 28. d 29. b 30. E O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 63 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QUESTÕES COMENTADAS QuesTão 1 (CEBRASPE/ANALISTA PEDAGÓGICO/SESI-SP) Em seus estudos de dinâmica, Newton percebeu que as forças sempre aparecem como resultado da interação entre corpos, isto é, a ação de uma força sobre um corpo não pode se manifestar sem que haja um outro corpo que provoque essa ação. Assinale a opção que identifica o fundamento correspondente a esse enunciado. a) princípio da inércia b) primeira lei de Newton c) segunda lei de Newton d) terceira lei de Newton Letra d. É a terceira lei de Newton, o princípio da ação e reação. QuesTão 2 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBM-PA/2003) A mecânica — uma das áreas da Físi- ca — é estruturada com base nas leis da inércia, do movimento, da ação e da reação, formula- das por Isaac Newton. Pela aplicação dessas leis, podem ser explicados macroscopicamente diversos fenômenos da natureza relativos aos movimentos, suas causas e seus efeitos. Nesse contexto, julgue os itens seguintes. I – ( ) Se um corpo está em repouso, então ele não está sujeito à ação de forças. II – ( ) Um objeto em movimento retilíneo e uniforme está sujeito a uma força resultante nula. III – ( ) A ação e a reação, que caracterizam a interação entre dois corpos, sempre se anulam, já que possuem mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos. IV – ( ) O princípio da ação e da reação permite explicar o fato de que uma máquina de lavar roupas, ao girar rapidamente o cesto de roupas, faz que a água saia tangencialmente pelos orifícios desse recipiente, enxugando parcialmente as roupas ali contidas. Errado, Certo, Errado, Errado. I – ( ) Se um corpo está em repouso, então ele não está sujeito à ação de forças. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 64 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Item Errado. A 2ª Lei de Newton nos diz que se um corpo está em repouso o somatório das forças que atuam sobre ele (Força Resultante) é igual a zero. E foi justamente uma das primei- ras dúvidas do Bizurado, lembra? II – ( ) Um objeto em movimento retilíneo e uniforme está sujeito a uma força resultante nula. Item Certo. Conforme a 2ª Lei de Newton. III – ( ) A ação e a reação, que caracterizam a interação entre dois corpos, sempre se anulam, já que possuem mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos. Item Errado. De acordo com a 3ª Lei de Newton, as Forças que formam o par ação e reação são aplicadas em corposdiferentes, portanto, não se anulam. IV – ( ) O princípio da ação e da reação permite explicar o fato de que uma máquina de lavar roupas, ao girar rapidamente o cesto de roupas, faz que a água saia tangencialmente pelos orifícios desse recipiente, enxugando parcialmente as roupas ali contidas. Item Errado. O que explica essa “saída” da água é a 1ª Lei de Newton, pois a tendência é que o corpo continue em Movimento Retilíneo e Uniforme, é a famosa saída pela tangente. QuesTão 3 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBMDF/2011) Com relação a mecânica, julgue os itens a seguir. I – ( ) Se um corpo rígido encontrar-se em equilíbrio estático, então, necessariamente, nenhu- ma força estará atuando sobre esse corpo. II – ( ) De acordo com a terceira lei de Newton, a força de ação e a força de reação correspon- dente não atuam em um mesmo corpo, mas em corpos distintos. Errado, Errado. I – ( ) Se um corpo rígido encontrar-se em equilíbrio estático, então, necessariamente, nenhu- ma força estará atuando sobre esse corpo. Item Errado. A 2ª Lei de Newton nos diz que um corpo em equilíbrio estático (repouso) tem forças atuando nele, porém a sua resultante é zero. II – ( ) De acordo com a terceira lei de Newton, a força de ação e a força de reação correspon- dente não atuam em um mesmo corpo, mas em corpos distintos. Item Errado. Não erraremos mais essa questão!!!! Essas Forças são aplicadas em corpos di- ferentes (3ª Lei de Newton). O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 65 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 4 (CEBRASPE/PERITO CRIMINAL/CPC-PA/2007) Toda a mecânica newtoniana baseia-se nas três leis de Newton que, por sua vez, deram origem aos conceitos de energia, momento linear e momento angular e respectivas leis de conservação. Uma vez conhecidas as forças que atuam em um dado corpo, pode-se determinar a sua história, passada ou fu- tura, desde que esse corpo esteja sempre sujeito a tais forças. Com base nessas afirmativas, julgue os itens a seguir. I – ( ) Se a força resultante em um corpo é igual a zero, a aceleração também será igual a zero, do que se conclui que a 1ª lei é um caso particular da 2ª lei, logo, não se justifica como mais uma lei. II – ( ) Para forças constantes e não-nulas, obtêm-se acelerações também constantes, e a trajetória das partículas lançadas no campo dessas forças só poderá ser retilínea. III – ( ) Se a força sobre um objeto for proporcional ao deslocamento deste, a partir de um ponto, e essa força tiver sempre sentido contrário ao referido deslocamento, então, um movi- mento oscilatório pode decorrer dessa força. Errado, Errado, Certo. I – ( ) Se a força resultante em um corpo é igual a zero, a aceleração também será igual a zero, do que se conclui que a 1ª lei é um caso particular da 2ª lei, logo, não se justifica como mais uma lei. Item Errado, pois a 1ª Lei não é um caso particular da 2ª Lei de Newton. II – ( ) Para forças constantes e não-nulas, obtêm-se acelerações também constantes, e a trajetória das partículas lançadas no campo dessas forças só poderá ser retilínea. Item Errado. As trajetórias podem ser circulares, o que importa é saber que a velocidade irá variar uniformemente, pois trata-se de MRUV. III – ( ) Se a força sobre um objeto for proporcional ao deslocamento deste, a partir de um ponto, e essa força tiver sempre sentido contrário ao referido deslocamento, então, um movi- mento oscilatório pode decorrer dessa força. Item Certo. Qual é a força que é contrária ao movimento, proporcional ao deslocamento e re- sulta num movimento é oscilatório? É a Força Elástica F = K.x, que se a observarmos numa mola, notaremos o movimento oscilatório. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 66 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 5 (VUNESP/PERITO CRIMINAL/PCSP/2013) Ao ser expelido do cano de 50 cm de comprimento de uma arma em repouso relativamente ao solo, um projétil leva 0,10 s para percorrer, em linha reta e com velocidade constante, a distância de 100 m. Supondo que a massa do projétil seja de 25 g e que seu movimento no interior do cano seja realizado com aceleração constante, a intensidade da força propulsora resultante sobre ele no interior do cano deve ser, em newtons, de a) 4,0.103. b) 2,5.105. c) 2,5.103. d) 4,0.104. e) 2,5.104. Letra e. Coletando os dados: Comprimento do cano = 50 cm ÷ 100 = 0,5 m ∆t = 0,10 s ∆S = 100 m mp= 25 g ÷ 1000 = 0,025 kg Iremos calcular a velocidade do projétil ao sair do cano que é a mesma que ele percorre os 100 m, pois a velocidade é constante e depois aplicaremos a Equação de Torricelli para en- contrar a aceleração do projétil e em seguida a 2ª Lei de Newton para achar o valor da Força propulsora. Calculando a velocidade utilizando a equação horária do M.U. Substituindo os valores, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 67 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Essa é a velocidade da saída do cano que é a velocidade final do projétil no cano da arma. Aplicando a Equação de Torricelli Utilizando a 2ª Lei de Newton QuesTão 6 (CEBRASPE/ANALISTA PEDAGÓGICO/SESI-SP/2008) Com vestimenta própria para descer na Lua, um astronauta pesou, na Terra, 980 N. Considerando-se que o módulo da aceleração da gravidade na Terra seja igual a 9,8 m/s2, então o valor da massa, em kg, do conjunto astronauta/vestimenta medida na superfície da Lua é igual a a) 98 kg. b) 100 kg. c) 160 kg. d) 200 kg. Letra b. Coletando os dados: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 68 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA P = 980 N g = 9,8 m/s2 A massa de um corpo na mecânica newtoniana é invariável, portanto a massa que o astro- nauta tem na Terra é a mesma da Lua. Então, aplicando a equação da Força Peso que é uma consequência da 2ª Lei de Newton, QuesTão 7 (CEBRASPE/PERITO CRIMINAL/SDS-PE/2016) Considere que a figura precedente representa um sistema que deva ser avaliado para se de- terminar se ele suporta uma pessoa com massa corpórea de 70 kg. Sabendo que as tensões máximas suportadas pelas cordas A, B e C são, respectivamente, 550 N, 550 N e 750 N, e que sen 45º = cos 45º = 0,7 e g = 10 m/s2, assinale a opção que apresenta uma conclusão correta acerca desse sistema. a) Se o tamanho das cordas A e B fosse maior, as tensões máximas que cada uma delas su- portaria seriam maiores também. b) Se, em vez de 45º, os ângulos do sistema fossem de 30º, e uma pessoa de 70 kg se pendu- rasse na corda C, a tração na corda A seria inferior a 500 N. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquertítulo, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 69 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA c) O sistema representado na figura é eficiente para suportar uma pessoa de 70 kg, pois todas as cordas podem suportar as tensões nelas aplicadas, sem se arrebentarem. d) Se uma pessoa de 70 kg se pendurar na corda C, haverá o rompimento da corda, haja vista ser nula a resultante das forças na direção horizontal, o que demonstra que o sistema não é capaz de suportar uma pessoa com esse peso. Letra c. Coletando os dados: TA = 550 N TB = 550 N TC = 750 N Analisando item a item: a) Se o tamanho das cordas A e B fosse maior, as tensões máximas que cada uma delas su- portaria seriam maiores também. Item Errado. O ângulo das cordas que determinam as tensões máximas. b) Se, em vez de 45º, os ângulos do sistema fossem de 30º, e uma pessoa de 70 kg se pendu- rasse na corda C, a tração na corda A seria inferior a 500 N. Item Errado. Colocando as Forças conhecidas, Peso e as tensões nas cordas. O Sistema está em equilíbrio, a Força resultante é zero. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 70 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Observando o triângulo formado e sabendo que a Soma dos seus ângulos Internos é 180º, temos que o ângulo desconhecido é: Lembra-se da soma vetorial quando o ângulo entre os vetores é 120º? A resultante terá o mesmo módulo dos demais vetores. Então, podemos concluir que a Tensão TA é 700N e a de T B também. Você também pode resolver da mesma forma do item C, só mudando os ângulos. c) O sistema representado na figura é eficiente para suportar uma pessoa de 70 kg, pois todas as cordas podem suportar as tensões nelas aplicadas, sem se arrebentarem. Item certo. Temos que encontrar os valores das tensões nas cordas A e B, se os valores encontrados forem maiores que o do enunciado, o item estará errado, caso sejam menores, o item estará certo. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 71 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Colocando as Forças conhecidas nas cordas. O Sistema está em equilíbrio, a Força resultante é zero. Observando o triângulo formado e sabendo que a Soma dos seus ângulos Internos é 180º, temos que o ângulo desconhecido é: Decompondo as Tensões nos eixos x e y O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 72 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Temos agora a seguinte configuração de vetores: As componentes TAy e TBy são catetos adjacentes ao ângulo de 45º. Logo, As componentes TAx e TBx são catetos opostos ao ângulo de 45º. Logo, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 73 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Considerando o referencial positivo para direita na direção x e para cima na direção y. Na direção y, temos que: Colocando em evidência, temos: Na direção x, temos que: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 74 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Substituindo a Equação II em I TA = TB = 500N são menores que os do enunciado, logo item Certo. d) Se uma pessoa de 70 kg se pendurar na corda C, haverá o rompimento da corda, haja vista ser nula a resultante das forças na direção horizontal, o que demonstra que o sistema não é capaz de suportar uma pessoa com esse peso. Item Errado. Está provado na alternativa anterior que uma pessoa de 70 kg pode se pendurar sem o rompimento da corda. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 75 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 8 (FUNCAB/PERITO CRIMINAL/SE-AC) Os corpos 1 e 2, da figura a seguir, têm massas de m1 = 3 kg e m2 = 2 kg. Considere que não há atrito entre os blocos e o plano de apoio, e que o fio é inextensível e de peso desprezível. O atrito entre o fio e a polia, considerada sem inércia, também é praticamente desprezível. A aceleração do conjunto é de: (adote g = 10 m/s²) a) 2 m/s² b) 3 m/s² c) 4 m/s² d) 5 m/s² e) 6 m/s² Letra c. Dados: m1 = 3 kg m2 = 2 kg g = 10 m/s2 Não tem atrito. Vamos isolar os corpos, colocar as forças existentes e em seguida aplicar a 2ª Lei de Newton para encontrar a aceleração do conjunto. Isolando o corpo 1 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 76 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Quais as forças que atuam em 1? Força Peso, Força Normal e a Força de Tração 2 em 1. Observando o diagrama das forças aplicadas em 1, podemos cancelar P1 com Fn1, ou seja, elas são iguais PP = FnP Na direção x, adotando o referencial positivo para a direita e aplicando a 2ª Lei de Newton e, temos: A Força resultante será Fr = T21. Isolando o corpo 2 Quais as forças que atuam em 2? Força Peso e a Força de Tração de 1 em 2. Aplicando a 2ª Lei de Newton e adotando o referencial positivo para baixo, temos: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 77 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA A Força resultante será Fr = P2 – T12. Substituindo a Equação I em II, pois T21 é igual a T12 (ação e reação) QuesTão 9 (FDRH/PERITO CRIMINAL/IGP-RS/2008) Um caminhão, cuja massa é de 5,0 toneladas, desloca-se a uma velocidade constante de 54 km/h em uma via retilínea. À sua frente, um semáforocom luz vermelha acionada indica a necessidade de parada do veículo. Para que o movimento de freamento se dê em uma distância de 50 m, a força exercida sobre o caminhão deverá ser de, aproximadamente, a) 0,76 kN. b) 2,7 kN. c) 11,3 kN. d) 22,5 kN. e) 146 kN. Letra c. Coletando os dados: m = 5 t = 5000 kg V – = 0 (velocidade final) O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 78 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA V0 = 54 km/h ÷ 3,6 = 15 m/s ∆S = 50 m Questão nível “molezinha”! O caminhão está a uma determinada velocidade quando aciona os freios, em seguida, a velocidade diminui até chegar ao repouso. O que faz a velocidade desse veículo diminuir? É a Força de atrito, ou seja, a força exercida sobre o caminhão, que é exatamente o que o exa- minador pede. Portanto, devemos calcular a desaceleração sofrida pelo veículo e em seguida aplicar a 2ª Lei de Newton para encontrar a Força de atrito. Usando Torricelli, Substituindo os valores: A força de atrito é a única que atua no caminhão para fazê-lo parar, portanto é a Força Resultante. Aplicando a 2ª Lei de Newton. QuesTão 10 (CEBRASPE/METRO-DF) Considere um trem em que o coeficiente de atrito está- tico entre o passageiro e a superfície do banco seja igual a 0,2. Em um local onde a acelera- O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 79 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA ção da gravidade for de 10 m/s2. haverá risco de deslizamento do passageiro sobre o banco quando a desaceleração do trem atingir a marca de a) 1,6 m/s2 b) 1,7 m/s2 c) 1,8 m/s2 d) 1,9 m/s2 e) 2,0 m/s2. Letra e. Coletando os dados: µ = 0,2 g = 10 m/s2 Para que o passageiro não deslize a força aplicada nele deve ser igual à Força de Atrito Está- tico máximo. Então, temos que Como a superfície é horizontal, podemos considerar a Força Peso do passageiro igual à Força Normal, logo, Cortando as massas dos dois lados QuesTão 11 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE PERFURAÇÃO/PETROBRÁS/2008) Uma criança de 40,0 kg está sobre uma balança dentro de um elevador que desce com aceleração cons- O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 80 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA tante. Se a balança indica 320 N, qual é, aproximadamente, em m/s2, o valor da aceleração do elevador? Dado Aceleração da gravidade = 10,0 m/s2 a) 0,80 b) 2,00 c) 8,00 d) 9,20 e) 10,0 Letra b. Questão sobre elevador, muito cobrada em concursos públicos. O que devemos saber é que o valor que a balança mede é o módulo da Força Normal!! Olha que showw!! Então vamos colo- car as forças e aplicar a 2ª Lei de Newton. DADOS: mc = 40 kg Fn = 320N g = 10 m/s2 Olha só, se o elevador estivesse em repouso, a balança deveria medir 400N, pois a Força Peso seria igual à Força Normal. Nesse caso, a Força Normal é menor que o Peso, logo estamos diante de duas situações: 1) Ou o elevador está descendo acelerado (aumentando a velocidade); 2) Ou o elevador está subindo retardado (diminuindo a velocidade). Isso por quê? Se colocarmos as forças que atuam, ficará mais fácil de compreender. No primeiro caso o elevador está descendo acelerado. Representando a força peso, a força normal, a velocidade, a aceleração do elevador e a ace- leração da gravidade. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 81 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Note que a velocidade e a aceleração possuem o mesmo sentido, por isso o movimento do elevador é acelerado, Adotando o referencial positivo para baixo e aplicando a 2ª Lei de Newton, temos: Observe que o valor da Força Normal será o valor da Força Peso menos uma parcela “m.a”, logo Fn < P, que é exatamente a situação do enunciado do problema. Vamos ao segundo caso. O elevador está subindo retardado (diminuindo a velocidade). Representando a força peso, a força normal, a velocidade, a aceleração do elevador e a ace- leração da gravidade. Note que a velocidade e a aceleração possuem sentidos opostos, por isso o movimento do elevador é retardado. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 82 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Adotando o referencial positivo para baixo e aplicando a 2ª Lei de Newton, temos: Observe que o valor da Força Normal será o valor da Força Peso menos uma parcela “m.a”, logo Fn < P, que também é a situação do enunciado do problema. Como o examinador não indica qual é a situação, podemos utilizar qualquer uma delas, o im- portante é saber que no fim, teremos: Substituindo os valores, FAÇA VOCÊ MESMO! Encontre as equações para: a) Elevador subindo acelerado. b) Elevador descendo retardado. A RESPOSTA SERÁ: Fn = P + ma para as duas situações. QuesTão 12 (FUMARC/PROFESSOR/PMI/2015) Uma pessoa está no interior de um elevador que desce em movimento retardado, com uma aceleração de -0,5 m/s2. Sendo a massa da pessoa de 80 kg, o valor da força que o piso do elevador exerce na pessoa é de a) 40 N. b) 760 N. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 83 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA c) 800 N. d) 840 N. Letra d. Questão que podemos resolver por exclusão, caso você tenha feito a equação da Fn para quando o elevador estiver descendo em movimento retardado, você chegou a conclusão que Fn = P + m,a, ou seja, a Força Normal é o valor da Força peso mais uma parcela “m.a”. Portanto na situação descrita no enunciado, chegamos a conclusão que a Força Normal deve ser maior que a Força Peso, pois o elevador está descendo diminuindo a sua velocidade. Resposta, letra d, a Força Normal é maior que a Força Peso (800 N). QuesTão 13 (EXÉRCITO/ESPCEX/CADETE/2014) Uma pessoa de massa igual a 80 kg está dentro de um elevador sobre uma balança calibrada que indica o peso em newtons, conforme desenho abaixo. Quando o elevador está acelerado para cima com uma aceleração constante de intensidade a=2,0 m/s2, a pessoa observa que a balança indica o valor de Dado: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2 a) 160 N b) 640 N c) 800 N d) 960 N e) 1600N O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 84 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Letra d. Mais uma questão sobre elevador, e esta caiu na sua prova!! Vamos seguir o mesmo raciocínio, comando!! DADOS: mp = 80 kg a = 2,0 m/s2 (subindo acelerado) Fn =? g = 10 m/s2 Representando a força peso, a força normal, a velocidade, a aceleração do elevador e a ace- leração da gravidade. Note que a velocidade e a aceleração possuem o mesmo sentido, por isso o movimento do elevador é acelerado, Adotando o referencial positivo para cima e aplicando a 2ª Lei de Newton, temos: Observe que o valor da Força Normal será o valor da Força Peso mais uma parcela “m.a”, logo Fn > P, que é exatamente a situação do enunciado do problema. Substituindo os valores conhecidos O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 85 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 14 (IDECAN/PROFESSOR/SEEC-RN/2015) Uma caixa de massa desconhecida será içada por meio de uma corda que resiste a uma força de tração máxima de 6N sem se romper. Qual é a massa dessa caixa considerando que ela será puxada conforme indicado na figura e com a maior aceleração possível cujo valor é de 5 m/s2? (Considere: g = 10 m/s2.) a) 0,4 kg. b) 0,6 kg. c) 0,8 kg. d) 1,2 kg. Letra a. DADOS: m =? a = 5 m/s2 F = 6 N O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 86 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Aplicando as Forças e a 2ª Lei de Newton. Pelo diagrama de forças acima, temos que F = T = 6N. Aplicando a 2ª Lei de Newton QuesTão 15 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÃO/PETROBRÁS/2017) Um homem sus- tenta uma carga de 50,0 kg por meio de uma corda e uma roldana, como mostra a Figura abaixo. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 87 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Sabe-se o seguinte: a corda e a roldana são ideais; o sistema está em equilíbrio estático; tan- to o homem quanto a carga encontram-se em repouso; o ângulo entre a corda e a horizontal é de 53,0º. O valor aproximado, em N, da resultante das forças de atrito entre o calçado do homem e o solo, é Dados aceleração da gravidade = 10,0 m/s2 sen 53,0º = 0,800 cos 53,0º = 0,600 300 b) 375 c) 400 d) 500 e) 667 Letra a. DADOS: m = 50 kg Fate =? Colocando as forças no problema O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 88 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Note que pelo diagrama de forças, podemos concluir que P = T = F = 500N. E que a Força de atrito estático será a componente x da Força de F, pois o sistema está em repouso. Decompondo a Força F na direção x, temos: Fx é cateto adjacente ao ângulo 53º, portanto: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 89 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 16 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBMAL/2017) Para facilitar o processo de içar um corpo, pode-se utilizar um sistema de roldanas, como o ilustrado na figura acima. Na figura, o homem que puxa a corda aplica uma força para levantar uma pessoa de 65 kg, que está presa a uma cadeira de 5 kg, que, por sua vez, está suspensa por uma corda inextensível ideal que, também, passa por uma roldana móvel ideal. Com relação a essa situação e aos vários as- pectos a ela relacionados, julgue o item a seguir, considerando que a aceleração da gravidade seja de 10 m/s2. ( ) � Para que a pessoa sentada na cadeira fique em equilíbrio, o homem deve aplicar uma força vertical para baixo de módulo igual a 350 N. Certo. DADOS: mp = 65 kg mb = 5 kg mTOTAL = 70 kg PTOTAL= m.g = 70.10 =700 N Faplicada =? Colocando as forças no problema O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 90 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Note que pelo diagrama de forças, podemos concluir que: P = 2.T e F = T Encontrando os valores: P = 2T 700 = 2T T = 350 N Logo o valor de F será 350 N. QuesTão 17 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÕES/TRANSPETRO) A figura abaixo é o es- quema de um experimento onde os fios, a polia e a mola são considerados ideais, e os atritos são desprezíveis. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 91 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Os blocos A e B se movem com a mesma aceleração, em módulo. Se o comprimento da mola, quando nenhuma carga é aplicada a ela, é de 10 cm, qual é, apro- ximadamente, em N/m, o valor da constante elástica da mola? Dados Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa do bloco A = 30 kg Massa do bloco B = 10 kg a) 100 b) 700 c) 2.100 d) 3.000 e) 4.000 Letra d. Dados Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa do bloco A = 30 kg O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 92 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Massa do bloco B = 10 kg Comprimento da Mola = 10 cm = 0,01 m A Força Elástica será a Força de Tração, então temos que colocar as Forças no sistema, apli- car a 2ª Lei de Newton, achar a aceleração, a Força de Tração e por fim a constante elástica da mola. Como o enunciado diz que a mola é ideal, não precisa se preocupar com a massa dela.Note que a massa de A é maior que a de B, então o sistema vai rodar para o sentido anti-horário. Isolando o corpo A e aplicando a 2ª Lei de Newton Isolando o corpo B e aplicando a 2ª Lei de Newton O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 93 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Resolvendo o sistema das equações I e II, temos: Somando as duas equações, Para encontrar a Força Elástica que é a Força de Tração, podemos substituir a aceleração em qualquer equação. Substituindo na equação II Pelo esquema, temos que a deformação sofrida pela mola é igual a 5cm = 0,05m. Substituindo na lei de Hooke, temos: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 94 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 18 (CESGRANRIO/OPERADOR/PETROBRÁS/2005) Um corpo encontra-se suspen- so no teto de um ônibus por um fio de massa desprezível. O veículo parte do repouso, em movimento uniformemente acelerado, e o corpo suspenso desloca-se para trás em direção oposta ao movimento do ônibus, até formar um ângulo de 30º em relação a uma perpendicu- lar ao piso do veículo. A aceleração do ônibus, em m/s2, em relação a um observador que se encontra parado no ponto do ônibus é: (Dados: aceleração da gravidade = 10m/s2; cos 30º = 0,87; sen 30º = 0,50; cos 60º = 0,50; sen 60º = 0,87; tg de 30º = 0,57) a) 4,0 b) 5,7 c) 8,0 d) 8,7 e) 10,0 Letra b. Outro tipo de questão que vira e mexe cai nas provas. A ideia é sempre a mesma. Colocar as forças, decompor e aplicar a 2ª Lei de Newton. A aceleração do ônibus será a mesma do corpo pendurado. Note guerreiro(a), que além da aceleração da gravidade, o único dado do problema é o ângulo formado, quando o ônibus é acelerado. Dados Aceleração da gravidade = 10 m/s2 θ = 30º aceleração do ônibus =? O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 95 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Desenhando o problema, Decompondo a Força de Tração Observe que Tx é cateto adjacente e Ty é cateto oposto ao ângulo de 60º, logo, Na direção y, cos 30º = 0,87; sen 30º = 0,50; cos 60º = 0,50; sen 60º = 0,87; O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 96 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Na direção x, a Força resultante é igual a Tx. Substituindo o valor de T Cortando m dos dois lados QuesTão 19 (FGV/PERITO CRIMINAL/PCRJ/2008) Um perito foi chamado para analisar um acidente de trânsito e determinar a velocidade de um carro no instante em que ele colidiu com outro que estava em repouso à sua frente. O perito recebeu as seguintes informações: no instante em que o carro começou a frear com todas as rodas travadas ele tinha uma velo- cidade de 20m/s; a marca deixada no asfalto por cada um dos pneus desde o início da freada até o instante do impacto era retilínea e tinha 6,5 m de extensão; o coeficiente de atrito entre os pneus e o asfalto era µ = 0,3. Com base nesses dados, o perito concluiu corretamente, considerando g = 10m/s2, que a velocidade do carro no instante do impacto foi: a) 19m/s. b) 17m/s. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 97 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA c) 15m/s. d) 12m/s. e) 10m/s. Letra a. Vamos aos dados: V0 = 20 m/s (Velocidade inicial) VI – =? (velocidade de impacto) ∆S = 6,5 m µ = 0,3 ∆S = 6,5 m Questão que envolve as Leis de Newton e as equações de movimento. Vamos analisar o problema, o veículo está a uma determinada velocidade quando aciona os freios, em seguida, a velocidade diminui até o impacto. O que faz a velocidade desse veículo diminuir? A Força de atrito aplicada no sentido contrário ao do movimento. Portanto, devemos calcular a desaceleração sofrida pelo veículo e depois encontrar a veloci- dade inicial através da Equação de Torricelli. Colocando as Forças conhecidas. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 98 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Observando o diagrama das forças aplicadas no veículo, podemos cancelar P com Fn, ou seja, elas são iguais P = Fn Aplicando a 2ª Lei de Newton e adotando o referencial positivo para a direita, temos: A Força resultante será Fr = - Fat. (negativo pois Fat está para o lado negativo da trajetória. Cancelando as massas dos dois lados Negativo, pois é um movimento retardado (a velocidade diminui). Agora que já temos a desaceleração, vamos utilizar a Equação de Torricelli. Substituindo os valores: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 99 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 20 (FUNCAB/PROFESSOR/EBTT/2014) Na figura a seguir, sobre o bloco de 5 kg atua uma força F = 10 N, fazendo 60º com a horizontal. Admitindo que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é 0,1 a aceleração com a qual o bloco deslizará será em unidades do SI de: Adote g = 10 m/s², cos60º = 0,5 e sen60º = 0,8. a) 0,16. b) 0,20. c) 0,50. d) 0,75. e) 0,12. Letra a DADOS F = 10 N m = 5 kg P = m.g =5.10 = 50 N µ = 0,1 Colocando as Forças conhecidas e Decompondo a Força F O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 100 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Fx é cateto adjacente e Fy é cateto oposto ao ângulo. Logo, Na direção y, temos que: Na direção x, temos que: O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 101 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 21 (CEBRASPE/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/FUB/2016) O sistema ilustrado na figura precedente mostra uma mola de constante elástica igual 1 N/ cm, a qual sustenta uma massa de 100 g. Assumindo a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s2, e 3,14 como o valor aproximado de π, julgue o item seguinte. I – ( ) Se a mola for cortada ao meio, o valor da sua constante elástica dobrará. II – ( ) Para o corpo estar na sua posição de equilíbrio, a mola teve de esticar um valor inferior a 1 cm. Certo, Certo. Dados: m = 100 g = 0,1 kg K = 1 N/cm = 100 N/m I – ( ) Se a mola for cortada ao meio, o valor da sua constante elástica dobrará. A Lei de Hooke estabelece que Logo a constante elástica é inversamente proporcional à deformação, logo se cortarmos a mola ao meio, a constante elástica dobrará. Item Certo. II – ( ) Para o corpo estar na sua posição de equilíbrio, a mola teve de esticar um valor inferior a 1 cm. Colocando as forças conhecidas. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 102 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Como o sistema está em equilíbrio, a Força resultante é zero. Fr= 0. Logo, QuesTão 22 (CEBRASPE/PROFESSOR/SAEB) O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 103 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Na figura acima, estão representados dois esquemas de associação de molas: o primeiro é uma associação em série e o segundo, uma associação em paralelo. K1 e K2 são as cons- tantes elásticas das duas molas associadas. Considerando que Ks e Kp sejam as constantes elásticas equivalentes da associação em série e da associação em paralelo Letra a. Associação em série As duas molas K1 e K2 estão submetidas à mesma Força F, ou seja, Fel1 = Fel2 = F. A deformação total da mola será a deformação da mola 1 mais a da mola, ou seja, x = x1 + x2 Para Mola 1 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 104 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Para Mola 2 A deformação total das molas é dada por: Substituindo os valores Cortando os F’s Associação em paralelo As duas molas K1 e K2 estão submetidas à Força Resultante F = F1+F2. As deformações das molas K1 e K2 são iguais, ou seja, x1 = x2. Para Mola 1 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 105 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Para Mola 2 A Força resultante é dada por: Substituindo os valores Colocando o x em evidência Cortando os x’s, QuesTão 23 (EXÉRCITO/ESPCEX/CADETE/2019) O sistema de polias, sendo uma fixa e três móveis, encontra-se em equilíbrio estático, conforme mostra o desenho. A constante elástica da mola, ideal, de peso desprezível, é igual a 50 N/cm e a força F na extremidade da corda é de intensidade igual a 100 N. Os fios e as polias, iguais, são ideais. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 106 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA O valor do peso do corpo X e a deformação sofrida pela mola são, respectivamente a) 800 N e 16 cm. b) 400 N e 8 cm. c) 600 N e 7 cm. d) 800 N e 8 cm. e) 950 N e 10 cm. Letra d. Olha essa questão da sua prova e que envolve Força elástica e polias. Como faremos? Primeiramente, colocaremos as forças existentes no sistema e em seguida aplicaremos a 2ª Lei de Newton, lembrando que o enunciado diz que o sistema está em equilíbrio estático, ou seja, Fr = 0. Desenhando as forças O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 107 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Tenho que te falar algumas características interessantes sobre polias. - Uma polia ideal sempre divide a força em duas partes iguais. Por exemplo, olhando a figura podemos concluir que a Força Peso é igual à Tração 1 mais a Força Elástica. E como a polia divide a força em duas partes iguais, então podemos concluir que a Tração 1 é igual à Força Elástica em módulo. P = T1 + Fel T1 = Fel Continuando o mesmo raciocínio, conclui-se que: - A Tração 1 é a soma das duas Trações 2. T1 = T2 + T2 T1 = 2.T2 - A Tração 2 é a soma das duas Trações 3 T2 = T3 + T3 T2 = 2.T3 - E por último vemos que a polia não divide a força em duas partes e sim que a força F aplica- da pela pessoa é igual à Tração 3, logo F = 100 = T3 Pronto, agora você vai substituindo nas equações anteriores. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 108 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA T2 = 2.T3 T2 = 2.100 T2 = 200 N E, T1 = 2.200 T1 = 400 N E, T1 = Fel Fel = 400 N E, P = T1 + Fel P = 400 + 400 P = 800 N E para achar a deformação da mola, aplicaremos a Lei de Hooke (em módulo), Fel = K. x 400 = 50 . x x = 8 N/m QuesTão 24 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE PERFURAÇÃO/PETROBRÁS/2014) Um homem ar- rasta uma caixa com o auxílio de uma corda de massa desprezível, conforme mostra a Figura. A corda forma um ângulo de 37º com a horizontal. Qual é, aproximadamente, em N, a intensi- dade da força de tração na corda de modo que a caixa se mova em linha reta com aceleração constante de 0,30 m/s2 sobre a superfície horizontal? O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 109 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICADados Coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície = 0,20 Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa da caixa = 40 kg sen 37º = 0,60 cos 37º = 0,80 a) 12 b) 15 c) 92 d) 100 e) 115 Letra d. DADOS θ = 37º Coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície = 0,20 Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa da caixa = 40 kg sen 37º = 0,60 cos 37º = 0,80 a = 0,30 m/s2 T =? Temos que desenhar as forças existentes no sistema e em seguida aplicar a 2ª Lei de Newton, Temos que decompor T, para isso, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 110 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Trace os eixos x e y e depois encontre Tx e Ty. Como Tx é cateto adjacente, temos: E Ty é cateto oposto, O digrama de forças passa a ser da seguinte forma, Aplicando a 2ª Lei de Newton, Na direção y, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 111 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA A força resultante será, Fr = Fn + Ty – P e a aceleração igual a zero, pois o corpo não está ace- lerado para cima ou para baixo, Substituindo, temos, Na direção x, A força resultante será, Fr = Tx – fat. Substituindo, temos, Podemos isolar Fn na equação I e substituir na equação II, Isolando Fn na equação I, Substituindo em II, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 112 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA QuesTão 25 (CESGRANRIO/TÉCNICO DE OPERAÇÕES/PETROBRÁS/2012) Dois blocos de madeira encontram-se apoiados em uma mesa horizontal, como mostra a figura abaixo. Com o intuito de movimentar os blocos sobre a mesa, é aplicada ao bloco 1 uma força hori- zontal F de intensidade 16 N. O coeficiente de atrito entre os blocos e a mesa vale 0,15. Qual é, em m/s2, o módulo da aceleração adquirida pelos blocos? Dados: Aceleração da gravidade = 10 m/s2 Massa do Bloco 1 = 2,0 kg Massa do Bloco 2 = 6,0 kg a) 0,15 b) 0,50 c) 0,88 d) 1,6 e) 2,0 O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 113 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Letra b. DADOS F = 16 N µ = 0,15 Massa do Bloco 1 = 2,0 kg Massa do Bloco 2 = 6,0 kg a =? Questões sobre bloquinhos, sempre será o mesmo raciocínio!! Desenhe as forças existentes no sistema, isole os corpos e em seguida aplicar a 2ª Lei de Newton. Considere o referencial positivo para a direita. Isolando o bloco 1 Aplicando a 2ª Lei de Newton, Podemos cancelar P1 com a Fn, logo a força resultante será, Fr = F – F21 – fat, Substituindo, temos, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 114 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Isolando o bloco 2 Aplicando a 2ª Lei de Newton, Podemos cancelar P2 com a Fn2, logo a força resultante será, Fr = F12 – fat2, Substituindo, temos, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 115 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Pela 3ª lei de Newton F21 = F12. Resolvendo o sistema entre as equações I e II, Subtraindo as equações, QuesTão 26 (IBF/AUXILIAR DE PERÍCIA/POLÍCIA CIENTÍFICA-PR/2017) A constante elástica de uma mola é de 60 N/cm. Nessas circunstâncias, a deformação sofrida pela mola ao ser solicitada por uma força de intensidade 240 N é: a) 1 cm b) 2 cm c) 3 cm O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 116 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA d) 4 cm e) 5 cm Letra d. DADOS F = 240 N K = 60 N/cm X – =? A única dificuldade dessa questão é transformar N/cm para N/m. Sabemos que 1 cm = 0,01 m, então, E a lei de Hooke é dada por, QuesTão 27 (CEBRASPE/PROFESSOR/SEDUC-CE/2009) O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 117 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA A figura I acima mostra um bloco de massa M, sendo pesado em uma balança de mola, de massa desprezível, do tipo suspensa. A figura II mostra o gráfico do comportamento da força que atua no sistema em função do alongamento — x — da mola da balança em relação à po- sição de equilíbrio. Desconsidere as forças de atrito. Com base nas informações do texto e nas leis de Newton, julgue os itens a seguir. I – ( ) A força exercida pela mola no bloco é uma função linear do alongamento x da mola em relação à posição de equilíbrio. II – ( ) O peso do bloco é igual à sua massa. III – ( ) O valor do peso de um bloco, medido na balança de mola, varia com a altitude do local onde a balança se encontra em relação ao nível do mar. IV – ( ) A balança de mola pode ser utilizada para comparar massas em um ambiente de gravidade nula. Certo, Errado, Certo, Errado Analisando item a item I – A força exercida pela mola no bloco é uma função linear do alongamento x da mola em relação à posição de equilíbrio. Item certo. A força elástica depende da deformidade da mola de acordo com a lei de Hooke, Lembrando que o sinal negativo significa que a força é do tipo restauradora. Note que o grau de x é 1, ou seja, função linear (1º grau). II – O peso do bloco é igual à sua massa. Item Errado. Molezinha essa, heim! Peso e massa são grandezas diferentes. III – O valor do peso de um bloco, medido na balança de mola, varia com a altitude do local onde a balança se encontra em relação ao nível do mar. Item certo. Quanto maior a altitude menor o valor da aceleração da gravidade, consequentemente menor o valor da força peso. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00,vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 118 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA IV – A balança de mola pode ser utilizada para comparar massas em um ambiente de gravi- dade nula. Errado. Pois se não há gravidade, não haverá força peso, consequentemente não haverá deformação da mola. QuesTão 28 (CEBRASPE/PROFESSOR/SEDUC-CE/2009) Com base na questão anterior, en- contre o valor da constante elástica — k— da mola, em N/m, é igual a a) 10–1 b) 101 c) 102 d) 103 Letra d. Como o valor de K é constante, podemos pegar qualquer ponto do gráfico e aplicar a lei de Hooke. Olhando o gráfico quando x = 10 cm = 0,1 m, F = 100 N. A lei de Hooke é dada por, QuesTão 29 (CEBRASPE/PROFESSOR/SEDUC-CE/2012) Ainda com base no texto da questão 24. Se k é a constante elástica da mola e se M é a massa da criança, então na situação de equilíbrio mecânico, a aceleração da gravidade, no local da medida, é deter- minada pela relação O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 119 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA a) b) c) d) Letra b. Em uma situação de equilíbrio temos que a Força resultante é igual a zero, ou seja, A Força resultante será, Fr = P – Fel. Substituindo na equação acima, QuesTão 30 (CEBRASPE/BOMBEIROS/CBMAL/2017) A figura a seguir mostra um sistema de roldanas utilizado para resgatar um homem de 80 kg. O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 120 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA Considerando a figura, que as roldanas sejam ideais, os fios inextensíveis e que a gravidade local seja igual a 10 m/s2, julgue o item a seguir. ( ) � Para suspender o homem, a força F a ser aplicada pela equipe de resgate deverá ser igual a 450 N. Errado. Questão sobre roldanas, temos que colocar as forças existentes, verificar quais roldanas di- videm a força sustentada pela metade e qual muda somente a direção da Força de Tração. Desenhando as forças temos, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 121 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA - T1 divide a força Peso por 2, - T2 divide T1 por 2, O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 122 de 125www.grancursosonline.com.br Hérico Avohai Leis de Newton e suas Aplicações FÍSICA - T3 divide T2 por 2, - T4 somente muda a direção de T3, permanecendo com o mesmo módulo Parabéns por ter chegado até o fim desta aula! Vamos juntos até a sua aprovação! Beijo na testa e até a próxima! O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 123 de 125www.grancursosonline.com.br O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br 124 de 125www.grancursosonline.com.br O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. https://www.grancursosonline.com.br https://www.grancursosonline.com.br O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para Nome do Concurseiro(a) - 000.000.000-00, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação ou distribuição, sujeitando-se aos infratores à responsabilização civil e criminal. Leis de Newton e suas Aplicações 1. Força 1.1 Força Peso 1.2 Força Normal 1.3 Força de Tração ou de Tensão 2. As Leis de Newton 2.1 1ª Lei de Newton 2.2 3ª Lei de Newton 3. 2ª Lei de Newton 4. Aplicações das Leis De Newton 4.1 Associação de Blocos 4.2 Máquinas de Atwood 4.3 Força de Atrito 4.4 Força Elástica Mapas Mentais Questões de Concursos Gabarito Questões Comentadas AVALIAR 5: Página 125: