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Bloco aula Dinâmica ASSUNTO ALUNO(A): FÍSICA MATÉRIA DATA: 8. Forças 8.1. Conceito: Força é a grandeza física vetorial capaz de provocar variação de velocidade e/ou deformação. 8.2. Resultante de um sistema de forças: Sistema de forças é um conjunto de forças que atuam num corpo. Resultante de um sistema de forças é a força que, sozinha, causa o mesmo efeito que o sistema. Quando um sistema de forças admite resultante, ela é determinada pela soma vetorial das forças que constituem o sistema. 8.3. Tipos de forças: a) Forças de ação à distância ou forças de campo: Peso, Força elétrica, Força Magnética. b) Forças de contato: Normal, Atrito, Tração, Compressão, Empuxo. 8.4. Unidades: Sistema Internacional de Unidades (SI): newton(N) Outra: quilograma-força(kgf): 1kgf = 9,8N Exercícios 01. A figura a seguir mostra um atleta de ginástica olímpica no aparelho de argolas. O ginasta encontra-se parado na posição mostrada. Assinale qual dentre as alternativas a seguir a que melhor representa as forças que atuam sobre ele, desprezando-se as forças do ar. 02. É frequente observarmos, em espetáculos ao ar livre, pessoas sentarem nos ombros de outras para tentar ver melhor o palco. Suponha que Maria esteja sentada nos ombros de João que, por sua vez, está em pé sobre um banquinho colocado no chão. Nessa situação, o peso de Maria está atuando: a) no chão; b) no banquinho; c) no centro da Terra; d) no ombro de João; e) em Maria. 03. Um homem, ao empurrar um caixote ao longo de uma rampa inclinada com atrito não desprezível, aplica uma força F, paralela à superfície da rampa. O caixote se desloca para cima, com velocidade constante v. Qual dos diagramas adiante representa as forças que atuam sobre o caixote? Considere f a força de atrito, N a força normal e P o peso do caixote. 04. Duas esferas rígidas 1 e 2, de mesmo diâmetro, estão em equilíbrio dentro de uma caixa, como mostra a figura a seguir. Considerando nulo o atrito entre todas as superfícies, assinale o diagrama que representa corretamente as forças de contato que agem sobre a esfera 2 nos pontos A, B e C. 05. Um menino lança uma bola verticalmente para cima. O ponto A no desenho representa a posição da bola em um instante qualquer entre o seu lançamento e o ponto mais alto da trajetória. É desprezível a força de resistência do ar sobre a bola. As setas nos desenhos das alternativas a seguir indicam a(s) força(s) que atua(m) na bola. Qual dos desenhos abaixo melhor representa a(s) força(s) que atua(m) na bola no ponto A, quando a bola está subindo? 1 Aluno(a): Gabarito: 1. A 2. E 3. B 4. A 5. C 9. 1ª Lei de Newton – Princípio da inércia Quando a resultante das forças que atuam numa partícula for nula, se ela estiver em repouso continua em repouso, se estiver em movimento continua em movimento retilíneo e uniforme. Importante: Equilíbrio 1a Condição de Equilíbrio: 1ª: Repouso; 2ª: Movimento retilíneo uniforme; Exercícios 01. Um homem equilibra verticalmente um bloco, comprimindo- o contra uma parede, conforme ilustra a figura. Assinale a alternativa que pode representar as forças que sobre o bloco atuam: 02. Um trator puxa um tronco de árvore por meio de um cabo, com velocidade vetorial constante. O cabo está submetido a uma tração de 10000N e o tronco pesa 2000N. A força resultante aplicada sobre o tronco vale, em newtons: a) zero b) 1000 c) 2000 d) 3000 e) 2236 03. Dois ímãs, presos nas extremidades de dois fios finos, estão em equilíbrio, alinhados verticalmente, como mostrado nesta figura: Nessas condições, o módulo da tensão no fio que está preso no ímã de cima é a) igual ao módulo da tensão no fio de baixo. b) igual ao módulo do peso desse ímã. c) maior que o módulo do peso desse ímã. d) menor que o módulo da tensão no fio de baixo. e) menor que o peso desse ímã. 04. Ícaro, personagem mitológico grego, montou um par de asas para conseguir voar como os pássaros. Saltando de um lugar alto, iniciou o voo, porém, a cera que prendia-lhe as asas derreteu... Para que uma asa delta consiga, durante certo intervalo de tempo, permanecer com velocidade constante em voo reto e horizontal, o ar deve aplicar nela uma força dirigida para: a) cima. b) a frente. c) trás. d) cima e para a frente. e) cima e para trás. 05. Para responder à questão, considere a figura, que representa uma barra homogênea de peso P, na horizontal, apoiada no suporte S e equilibrada com uma força F, na vertical para cima. A relação entre os módulos de P e F é a) P = 2F b) P = 3F c) P = 4F vd) F = 2P e) F = 3P 06. Um homem está puxando uma caixa sobre uma superfície, com velocidade constante, conforme indicado na figura 1. Escolha, dentre as opções a seguir, os vetores que poderiam representar as resultantes das forças que a superfície exerce na caixa e no homem. 07. 2 Aluno(a): Sobre uma gota de chuva atuam, principalmente, duas forças: o peso e a força de resistência do ar, ambas com direções verticais, mas com sentidos opostos. A partir de uma determinada altura h em relação ao solo, estando a gota com velocidade v, essas duas forças passam a ter o mesmo módulo. Considerando a aceleração da gravidade constante, é correto afirmar que a) o módulo da força devido à resistência do ar não se altera desde o início da sua queda. b) o módulo do peso da gota varia durante a sua queda. c) durante a queda, a aceleração da gota aumenta. d) a velocidade com que a gota atinge o solo é v. e) a partir da altura h até o solo, a velocidade da gota vai diminuir. Gabarito: 1. D 2. A 3. C 4. A 5. B 6. C 7. D 10. 2ª Lei de Newton – Princípio fundamental da Dinâmica A aceleração adquirida por uma partícula é diretamente proporcional ao módulo da resultante das forças que atuam sobre ela e inversamente proporcional à sua massa. a = R / m ou R = m . a Importante: Inércia Inércia é uma propriedade da matéria. Quanto maior a inércia de um corpo, mais difícil é dele mudar de velocidade. Peso ≠ Massa Peso de um corpo é a força com que a Terra o atrai. Massa é uma medida de inércia. P = m x g Exercícios 01. A figura a seguir mostra a força em função da aceleração para três diferentes corpos, 1, 2 e 3. Sobre esses corpos é correto afirmar: a) o corpo 1 tem a menor inércia b) o corpo 3 tem a maior inércia c) o corpo 2 tem a menor inércia d) o corpo 1 tem a maior inércia e) o corpo 2 tem a maior inércia 02. Ao executar um salto de abertura retardada, um paraquedista abre seu paraquedas depois de ter atingido a velocidade, com direção vertical, de 55m/s. Após 2s, sua velocidade cai para 5m/s. a) Calcule o módulo da aceleração média do paraquedista nesses 2s. b) Sabendo que a massa do paraquedista é 80kg, calcule o módulo da força de tração média resultante nas cordas que sustentam o paraquedista durante esses 2s. (Despreze o atrito do ar sobre o paraquedista e considere g=10m/s2.) 03. Uma criança de 30kg viaja, com o cinto de segurança afivelado, no banco dianteiro de um automóvel que se move em linha reta a 36km/h. Ao aproximar-se de um cruzamento perigoso, o sinal de trânsito fecha, obrigando o motorista a uma freada brusca, parando o carro em 5,0s. Qual o módulo da força média, em newtons, agindo sobre a criança, ocasionada pela freada do automóvel? Gabarito: 1. D 2. a) 25 m/s2 b) 2800 N 03. 60N 11. 3ª Lei de Newton – Princípio da ação e reação Quando um corpo “A” exerce uma força num corpo “B”, este reage, fazendo em “A” uma força de mesmo módulo, mesma direção e sentido contrário. Importante: Ação e reação atuam simultaneamente em corpos diferentes, logo nunca se anulam. Atenção: A reação ao Peso de um corpo atua sempre no centro da Terra. Exercícios01. No estudo das leis do movimento, ao tentar identificar pares de forças de ação-reação, são feitas as seguintes afirmações: I- Ação: A Terra atrai a Lua. Reação: A Lua atrai a Terra. II- Ação: O pulso do boxeador golpeia o adversário. Reação: O adversário cai. III- Ação: O pé chuta a bola. Reação: A bola adquire velocidade. IV- Ação: Sentados numa cadeira, empurramos o assento para abaixo. Reação: O assento nos empurra para cima. O princípio da ação-reação é corretamente aplicado a) somente na afirmativa I. b) somente na afirmativa II. c) somente nas afirmativas I, II e III. d) somente nas afirmativas I e IV. e) nas afirmativas I, II, III e IV. 02. Em 1992/3, comemorou-se os 350 anos do nascimento de Isaac Newton, autor de marcantes contribuições à ciência 3 Aluno(a): moderna. Uma delas foi a Lei da Gravitação Universal. Há quem diga que, para isso, Newton se inspirou na queda de uma maçã. Suponha que F1 seja intensidade de força exercida pela maçã sobre a Terra e F2 a força exercida pela Terra sobre a maçã, então, a) F1 será muito maior que F2. b) F1 será um pouco maior que F2. c) F1 será igual a F2. d) F1 será um pouco menor que F2. e) F1 será muito menor que F2. 03. É frequente observarmos, em espetáculos ao ar livre, pessoas sentarem nos ombros de outras para tentar ver melhor o palco. Suponha que Maria esteja sentada nos ombros de João que, por sua vez, está em pé sobre um banquinho colocado no chão. Com relação à terceira lei de Newton, a reação ao peso de Maria está localizada no: a) chão b) banquinho c) centro da Terra d) ombro de João e) em Maria Gabarito: 1. D 2. C 03. C 12. Força de atrito 12.1. Força de atrito estático (FatE) - corpo em repouso: Tem módulo variável entre zero e o da força de atrito estático máxima (FatMAX). Zero ≤ FatE ≤ FatMAX FatMAX = µE x N Onde: µE é o coeficiente de atrito estático e N é o módulo da Normal 12.2. Força de atrito cinético (FatC) - corpo em movimento: Tem módulo constante. FatC = µC x N Onde: µc é o coeficiente de atrito cinético e N é o módulo da Normal Exercícios 01. Um corpo de peso P=100N está apoiado num plano horizontal Aplica-se ao corpo uma força F=6N, paralela ao plano de apoio. Se o coeficiente de atrito estático entre a superfície de apoio e o corpo é μE =0,10 e o coeficiente de atrito cinético é μC =0,08, a intensidade da força de atrito atuante é de: a) 0,1N b) 6N c) 8N d) 10N e) 100N 02. Um corpo de peso P=100N está apoiado num plano horizontal Aplica-se ao corpo uma força F=12N, paralela ao plano de apoio. Se o coeficiente de atrito estático entre a superfície de apoio e o corpo é μE =0,10 e o coeficiente de atrito cinético é μC =0,08, a intensidade da força de atrito atuante é de: a) 0,1N b) 6N c) 8N d) 10N e) 12N 03. Dois corpos A e B, de massas respectivamente iguais a 2,0 kg e 3,0 kg, estão apoiados sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal F = 20,0 newtons, constante, é aplicada no bloco A. A força que A aplica em B tem intensidade dada em newtons de: a) 4 b) 6 c) 8 d) 12 e) 20 04. No gráfico da figura, representa-se a intensidade da força de atrito em função da intensidade da força solicitadora para um bloco em repouso e, a seguir, em movimento. a) A reta a indica que o bloco está em movimento. b) A força f1 é a força de atrito máxima. c) O ângulo que a reta a faz com a horizontal é o ângulo que o plano inclinado, onde se encontra o bloco, faz com a horizontal, quando este se encontra em iminência de movimento. d) A força f2 é a força de atrito estática. e) A reta b indica que o bloco está em repouso. Gabarito: 1. B 2. C 3. D 4. B Lista I 1aQuestão: (Enem 2011) Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência: I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa 4 http://geekiegames.geekie.com.br/blog/prova-gabarito-oficial-enem/ http://2.bp.blogspot.com/_MVur04Qwtcs/ScZSkUMkGxI/AAAAAAAAASE/Fl22yA1DolI/s1600-h/imagem.bmp Aluno(a): verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior. II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la. III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda. O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação. A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a a) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido. b) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade. c) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado. d) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. e) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo. D) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. 2aQuestão: (Enem 2011) Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro. Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s2, a densidade da água do lago, em g/cm3 , é a) 0,6. b) 1,2. c) 1,5. d) 2,4. e) 4,8. 3aQuestão: (Enem 2013) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto? a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento. b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento. c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento. e) Vertical e sentido para cima. C) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. 4aQuestão: (Enem 2012) O mecanismo que permite articular uma porta (de um móvel ou de acesso) é a dobradiça. Normalmente, são necessárias duas ou mais dobradiças para que a porta seja fixada no móvel ou no portal, permanecendo em equilíbrio e podendo ser articulada com facilidade. No plano, o diagrama vetorial das forças que as dobradiças exercem na porta está representado em: 5aQuestão: (Enem 2012 – edição PPL) Durante uma faxina, a mãe pediu que o filho a ajudasse, deslocando um móvel para mudá-lo de lugar. Para escapar da tarefa, o filho disse ter aprendido na escola que não poderia puxar o móvel, pois a Terceira Lei de Newton define que se puxar o móvel, o móvel o puxará igualmente de volta, e assim não conseguirá exercer uma força que possa colocá-lo em movimento. Qual argumento a mãe utilizará para apontar o erro de interpretação do garoto? a) A força de ação é aquela exercida pelo garoto. b) A força resultante sobre o móvel é sempre nula. c) As forças que o chão exerce sobre o garoto se anulam. d) A força de ação é um pouco maior que a força de reação. e) O par de forças de ação e reação não atua em um mesmo corpo. 6aQuestão:(Ufsm 2013) O uso de hélices para propulsãode aviões ainda é muito frequente. Quando em movimento, essas hélices empurram o ar para trás; por isso, o avião se move para frente. Esse fenômeno é explicado pelo(a): a) 1ª lei de Newton. b) 2ª lei de Newton. c) 3ª lei de Newton. d) princípio de conservação de energia. e) princípio da relatividade do movimento. 7aQuestão: (G1 - utfpr 2012) Associe a Coluna I (Afirmação) com a Coluna II (Lei Física). Coluna I – Afirmação 1. Quando um garoto joga um carrinho, para que ele se desloque pelo chão, faz com que este adquira uma aceleração. 2. Uma pessoa tropeça e cai batendo no chão. A pessoa se machuca porque o chão bate na pessoa. 3. Um garoto está andando com um skate, quando o skate bate numa pedra parando. O garoto é, então, lançado para frente. Coluna II – Lei Física ( ) 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação). ( ) 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia). ( ) 2ª Lei de Newton (F= m . a). 5 Aluno(a): A ordem correta das respostas da Coluna II, de cima para baixo, é: a)1, 2 e 3. b)3, 2 e 1. c)1, 3 e 2. d)2, 3 e 1. e)3, 1 e 2. 8aQuestão:(Ufrn 2012) Em Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que envolvem conceitos de Física e que, inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física. Considere a tirinha envolvendo a “Turma da Mônica”, mostrada a seguir. Supondo que o sistema se encontra em equilíbrio, é correto afirmar que, de acordo com a Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton), a) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda formam um par ação- reação. b) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. c) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. d) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão formam um par ação- reação. 9aQuestão:(G1 - ifsc 2012) A força de reação normal é uma força que surge quando existe contato entre o corpo e uma superfície, sendo definida como uma força de reação da superfície sobre a compressão que o corpo exerce sobre esta superfície. Abaixo temos quatro situações, com os respectivos diagramas de forças. Analise a representação da Força de Reação Normal em cada uma das situações. (N) Assinale a alternativa CORRETA. a) A força de reação normal está corretamente representada em I, II e IV. b) A força de reação normal está corretamente representada em I, II e III. c) A força de reação normal está corretamente representada em I, III e IV. d) A força de reação normal está corretamente representada em II, III e IV. e) A força de reação normal está corretamente representada em todas as situações 10aQuestão:(Uespi 2012) Três livros idênticos, de peso 8 N cada, encontram-se em repouso sobre uma superfície horizontal (ver figura). Qual é o módulo da força que o livro 2 exerce no livro 1? a) zero b) 4 N c) 8 N d) 16 N e) 24 N 11aQuestão: (Uel 2011) “Top Spin” é uma das jogadas do tênis na qual o tenista, usando a raquete, aplica à bola um movimento de rotação (que ocorre em torno do seu próprio eixo) sobreposto ao movimento de translação, conforme esquematizado na figura 11 a seguir: Com base nos conhecimentos de mecânica, e considerando a representação da figura, é correto afirmar que: a) a trajetória do centro de massa da bola pode ser descrita por uma espiral, devido à composição dos movimentos de translação e de rotação. b) a bola alcançará uma distância maior devido ao seu movimento de rotação. c) a força que a raquete aplica à bola é a mesma que a bola aplica à raquete, porém em sentido contrário. d) a energia cinética adquirida no movimento ascendente da bola é transformada em energia potencial no movimento descendente. e) o torque aplicado à bola pela raquete resulta no seu movimento de translação. 12aQuestão:(Uftm 2011) Após a cobrança de uma falta, num jogo de futebol, a bola chutada acerta violentamente o rosto de um zagueiro. A foto mostra o instante em que a bola encontra-se muito deformada devido às forças trocadas entre ela e o rosto do jogador. A respeito dessa situação são feitas as seguintes afirmações: I. A força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm direções iguais, sentidos opostos e intensidades iguais, porém, não se anulam. II. A força aplicada pelo rosto na bola é mais intensa do que a aplicada pela bola no rosto, uma vez que a bola está mais deformada do que o rosto. III. A força aplicada pelo rosto na bola atua durante mais tempo do que a aplicada pela bola no rosto, o que explica a inversão do sentido do movimento da bola. IV. A força de reação aplicada pela bola no rosto é a força aplicada pela cabeça no pescoço do jogador, que surge como consequência do impacto. É correto o contido apenas em: a) I. b) I e III. c) I e IV. d) II e IV. e) II, III e IV. 6 Aluno(a): 13aQuestão:(G1 - cftmg 2015) A figura seguinte ilustra uma pessoa aplicando uma força F para direita em uma geladeira com rodas sobre uma superfície plana. Nesse contexto, afirma-se que: I. O uso de rodas anula a força de atrito com o solo. II. A única força que atua na geladeira é a força aplicada pela pessoa. III. Ao usar rodas, a força de reação normal do piso sobre a geladeira fica menor. IV. A geladeira exerce sobre a pessoa uma força oposta e de igual intensidade a F. V. Se a geladeira se movimenta com velocidade constante, ela está em equilíbrio. São corretas apenas as afirmativas a) III e IV. b) IV e V. c) I, II e III. d) I, II e V. 14aQuestão: Um jogador de basquete cobra um lance livre. A trajetória da bola, supondo desprezível a resistência do ar, está mostrada na figura. Determine a direção e o sentido da resultante das forças que atuam sobre a bola, no instante em que ela se encontra na posição indicava na figura e calcule o seu módulo, sabendo-se que a massa da bola é igual a 0,65kg e que, no local, a aceleração da gravidade é igual a 10m/s². Justifique sua resposta. 15aQuestão: A figura mostra um alpinista de massa igual a 70kg escalando uma fenda estreita em uma montanha. No instante considerado o alpinista encontra-se em repouso. Calcule o módulo e indique a direção e o sentido das forças exercidas pelas paredes da fenda sobre o alpinista. 16aQuestão: -Deseja-se pesar uma girafa. Devido ao seu tamanho, usam-se duas balanças idênticas, do seguinte modo: colocam-se as patas dianteiras sobre a balança 1 e as traseiras sobre a balança 2, como mostra a figura. Com a girafa em repouso,m a balança 1 indica 400 kgf e a balança 2 indica 300 kgf. Qual é o peso da girafa? 17aQuestão: Uma pessoa idosa, de 68 kg, ao se pesar, o faz apoiada em sua bengala como mostra a figura. Com a pessoa em repouso a leitura da balança é de 650 N. considere g=10m/s². a) Supondo que a força exercida pela bengala sobre a pessoa seja vertical, calcule o seu módulo e determine o seu sentido; b) Calcule o módulo da força que a balança exerce sobre a pessoa. 18aQuestão: O bloco 1 de 4kg e o bloco 2 de 1 kg representados na figura estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal. Eles são acelerados pela força horizontal F de módulo igual a 10N, aplicado ao bloco 1 e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível. a) Determine a direção e o sentido da força f12 exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e calcule o seu módulo. b) Determine a direção e o sentido da força f21 exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 e calcule o seu módulo. 19aQuestão: Uma força F de módulo a 16N, paralelo ao plano, está sendo aplicada em um sistema constituído por 2 blocos, A e B, ligados por um fio inextensível de massa desprezível, como representado na figura. A massa do bloco A é igual a 3kg, a massa dobloco B é igual a 5kg e não há atrito entre os blocos e a superfície. Calculando-se a tensão no fio, obtermos: 20aQuestão: 7 Aluno(a): Um operário usa uma empilhadeira de massa total e igual a uma tonelada para levantar verticalmente uma caixa de massa igual a meia tonelada, com uma aceleração inicial 0,5 m/s² que se mantém constante durante um curto intervalo de tempo. Use g=10m/s² e calcule, nesse curto intervalo de tempo: a) a força que a empilhadeira exerce sobre a caixa; b) a força que o chão exerce sobre a empilhadeira. (Desprezar a massa das partes móveis da empilhadeira) 21aQuestão: No esquema ao lado m=2kg e o sistema está sendo puxado por uma força F=30N. para este esquema calcule: a) A aceleração do corpo de massa m. b) A tração no fio que liga os dois corpos. 22aQuestão: Considere a situação abaixo, que ilustra a conhecida experiência dos hemisférios de Magdeburgo. Na experiência, foram utilizados 16 cavalos divididos em 2 grupos de 8, cada qual capaz de exercer uma força resultante F sobre o hemisfério. Imagine que o idealizador do experimento só dispusesse de 8 cavalos para tracionar, com a mesma força F, um dos hemisférios, e prendesse o outro a um tronco resistente e fixo no chão. Seja T a tração total exercida pelas cordas sobre os hemisférios nessa nova situação e To, a da experiência original. Assim, a razão é igual a: a)1 b)2 c)4 d)8 23aQuestão: Um corpo de massa 10kg, em repouso, está apoiado sobre um plano horizontal, quando sobre ele atua uma força resultante de 100N. Qual a velocidade escalar deste corpo após 4s da aplicação desta força? 24aQuestão: 12-Uma partícula de massa 2kg executa um movimento retilíneo e uniformemente variado cuja equação do espaço é dada por, S = t² + 5t – 6, sendo S em metros e t em segundos. Determine: a) A força resultante que atua sobre a partícula; b) Qual a velocidade da partícula após 10s de movimento? c) Se a força for alterada para 8N e mantendo as mesmas posição inicial e velocidade inicial, qual a nova equação da posição? 25aQuestão: A figura mostra uma locomotiva puxando um comboio no instante em que a aceleração a tem módulo igual a 0,20m/s² e direção e sentido indicados na figura. A locomotiva tem massa M=5,0 x 104 Kg e cada vagão tem massa m=8,0 x 10³Kg. a) Indique a direção e o sentido da força resultante sobre a locomotiva e calcule o seu módulo. b) Indique a direção e o sentido da força resultante sobre o primeiro vagão e calcule o seu módulo. 26aQuestão: A figura representa um “trem de blocos” A e B, de massas mA e mB. A intensidade da tração no fio ideal é T=9,6N. Determine: a) a aceleração dos blocos. b) a intensidade da força F. 27aQuestão: Um homem tenta levantar uma caixa de 5kg, que está sobre uma mesa, aplicando uma força vertical de 10N. Nessa situação, o valor da força que a mesa aplica na caixa é: (g=10m/s2 ). 28aQuestão: Na figura, o bloco A possui 80Kg e o bloco B possui 20Kg. A força F tem intensidade 600N. desprezando os atritos, determine: a) a aceleração dos blocos; b) a intensidade da tração no fio. 29aQuestão: A figura representa dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 3,0kg e 7,0 Kg, presos às extremidades de um fio ideal que passa por uma polia ideal, como mostra a figura. Sendo g=10 m/s², calcule: 8 Aluno(a): a) O módulo da aceleração de cada bloco; b) O módulo da tração no fio que liga os blocos; c) O módulo da força exercida sobre a polia pelo fio que liga os blocos. 30aQuestão: Julgue as assertivas a seguir a respeito das leis de Newton. I. É possível haver movimento na ausência de uma força. II. É possível haver força na ausência de movimento. III. A força que impulsiona um foguete é a força dos gases de escape que saem da parte traseira do foguete, à medida que o foguete expele os gases para trás. IV. Um par de forças de ação e reação sempre atuam no mesmo corpo. Assinale a alternativa correta: a) Apenas as assertivas I e II são verdadeiras. b) Apenas a assertiva I é verdadeira. c) Apenas as assertivas I, II e III são verdadeiras. d) Todas as assertivas são falsas e) Apenas a assertiva IV é verdadeira. 31aQuestão: Considere um bloco de massa 10kg, inicialmente em repouso sobre uma superfície reta e horizontal com atrito e cujos coeficientes de atrito estático e dinâmico sejam respectivamente iguais a μe = 0,5 e μd = 0,3. Aplica-se ao bloco uma força de intensidade crescente, a partir de zero. Analise que acontece com o bloco quando tiver intensidade: (g=10m/s2) a) F=0 b) F=20N c) F=40N d) F=50N e) F=60N f) F=35N, com o bloco em movimento g) F=30N, com o bloco em movimento h) Ele se move para a direita com velocidade de intensidade V, com F=0 e apenas o Fat agindo sobre ele. 32aQuestão: (PUC-SP) Um bloco de borracha de massa 5,0 kg está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O gráfico representa como varia a força de atrito sobre o bloco quando sobre ele atua uma força F de intensidade variável paralela à superfície. O coeficiente de atrito estático entre a borracha e a superfície, e a aceleração adquirida pelo bloco quando a intensidade da força atinge 30N são, respectivamente, iguais a: a) 0,3 e 4,0m/s2 b) 0,2 e 6,0m/s2 c) 0,3 e 6,0m/s2 d) 0,5 e 4,0m/s2 e) 0,2 e 3,0m/s2 33aQuestão: (PUC-RJ) Uma caixa cuja velocidade inicial é de 10 m/s leva 5 s deslizando sobre uma superfície horizontal até parar completamente. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, determine o coeficiente de atrito cinético que atua entre a superfície e a caixa. a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 e) 0,5 34aQuestão: (FUVEST-SP) Um automóvel de massa 103kg, movendo-se inicialmente com velocidade de 72km/h é freado (em movimento uniformemente desacelerado) e pára, após percorrer 50m. Calcule a força, o tempo de freamento e o valor do coeficiente de atrito. (g=10m/s2) 35aQuestão: Dois carros de corrida são projetados de forma a aumentar o atrito entre os pneus e a pista. Os projetos são idênticos, exceto que num deles os pneus são mais largos e no outro há um aerofólio. Nessas condições podemos dizer que a) em ambos os projetos, o atrito será aumentado em relação ao projeto original. b) em ambos os projetos, o atrito será diminuído em relação ao projeto original. c) o atrito será maior no carro com aerofólio. d) o atrito será maior no carro com pneus mais largos. e) nenhum dos projetos alterará o atrito. 36aQuestão: (UERJ-RJ) Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo, pressionando perpendicularmente uma parede com uma força de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração a seguir. A melhor representação gráfica para as distintas forças externas que atuam sobre a pessoa está indicada em: 37aQuestão: (UERJ-RJ) Com relação ao exercício anterior, considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2, o coeficiente de atrito entre a superfície do solo e a sola do calçado da pessoa é da ordem de: a)0,15 b) 0,36 b) 0,67 d) 1,28 38aQuestão: O coeficiente de atrito estático entre os blocos A e B, montados como mostra a figura abaixo, é de 0,9. 9 Aluno(a): Considerando que as massas dos blocos A e B sejam, respectivamente, iguais a 5,0kg e 0,4kg e que g=10m/s2, calcule em newtons, o menor valor do módulo da força F para que o bloco B não caia. 39aQuestão: Considere um caminhão de frutas trafegando em movimento retilíneo numa estrada horizontal, com velocidade uniforme de V=20m/s. O caminhão transporta, na caçamba, uma caixa de maçãs de massa m=30kg. Ao avistar um sinal de trânsito a 100m, o motorista começa a frear uniformemente, de modo a parar junto a ele. a) Faça um esquema das forças que atuam sobre a caixa durante a frenagem.b) Calcule o módulo da componente horizontal da força que o chão da caçamba do caminhão exerce sobre a caixa durante a frenagem. 40aQuestão: Um pano de prato retangular, com 60cm de comprimento e constituição homogênea, está em repouso sobre uma mesa, parte sobre sua superfície, horizontal e fina, e parte pendente, como mostra a figura. Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a superfície da mesa e o pano é igual a 0,5 e que o pano está na iminência de deslizar, pode-se afirmar que o comprimento L da parte sobre a mesa é: a) 40 cm b) 20 cm c) 15 cm d) 60cm e) 30cm GABARITO: LISTA I 1) D) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado 2) B) 1,2 3) C) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. 4) D) 5) E) O par de forças de ação e reação não atua em um mesmo corpo 6) C) As forças do par ação-reação têm mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, conforme afirma a 3ª Lei de Newton (princípio da ação-reação). 7) Resposta: [D] Afirmação 1: relacionada à 2ª Lei de Newton (Lei Fundamental da Dinâmica), pois a resultante das forças aplicadas sobre o carrinho no seu lançamento faz com que ele adquira aceleração. Afirmação 2: relacionada à 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação). A pessoa bate no chão, o chão reage e bate na pessoa. Afirmação 3: relacionada à 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia). Há uma imprecisão nessa afirmação, pois o garoto não é lançado, mas, sim, continua em movimento, por Inércia. Assim, a correspondência correta é: ( 2 ) 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação) ( 3 ) 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia). ( 1 ) 2ª Lei de Newton (F= m . a). 8) [C] A Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton) afirma que as forças do par Ação-Reação: - São da mesma interação (Mônica-corda); - Agem em corpos diferentes (uma na Mônica e a outra na corda), portanto não se equilibram, pois agem em corpos diferentes; - São recíprocas (Mônica na corda/corda na Mônica) e simultâneas; - Têm mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos. 9) [A] A força normal tem sempre direção perpendicular à superfície de apoio, no sentido de evitar a penetração do corpo na superfície, o que não se verifica apenas na situação III. 10) [D] Consideremos que os livros 2 e 3 formem um único corpo de peso 16 N. A normal que o livro 1 exerce no livro 2 (N12) deve equilibrar o peso desse corpo. Portanto: N12 =16 N. Pelo princípio da Ação-reação, o livro 2 exerce no livro 1 uma força de mesma intensidade, em sentido oposto. Assim: N21= N12 = 16 N. 11) [C] Ação e reação. 12) [A] As forças de ação e reação: – são da mesma interação; – são simultâneas e recíprocas; – Não se equilibram, pois agem em corpos diferentes, – são do mesmo tipo (campo-campo ou contato/contato) – têm mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos; 13) [B] [I] Incorreta. O uso de rodas não anula a força de atrito com o solo. Entre o solo e as rodas não há atrito de escorregamento mas há atrito de rolamento. [II] Incorreta. Além da força aplicada pela pessoa há também o peso e a força de contato com o solo, cujas componentes são a normal e o atrito. [III] Incorreta. Se a força aplicada pela pessoa é horizontal, a força de reação normal do piso sobre a geladeira tem a mesma intensidade do peso, com ou sem rodas, pois a geladeira está em equilíbrio na direção vertical. [IV] Correta. De acordo com o Princípio da Ação-Reação, a geladeira exerce sobre a pessoa uma força oposta e de igual intensidade a F. [V] Correta. Se a geladeira se movimenta com velocidade constante, ela está em equilíbrio dinâmico, pois está em movimento retilíneo e uniforme. 14) )6,5N 15) 700N. Vertical de baixo para cima. 16) 700Kgf 17) a)30N. Vertical de baixo para cima. b)650N 18) a)2N. Horizontal para a direita. b)2N. Horizontal para a esquerda. 19) Letra B 20) a)5250N b)15250N 21) a)5m/s2 b)20N 22) A 23) 10m/s 24) a)4N b)25m/s c)S = -6 + 5t + 2t2 25) a)10x103 N. Horizontal da direita para esquerda. b)16x102 N. Horizontal da direita para esquerda. 26) a)4,8m/s2 b)24N 27) 40N 10 Aluno(a): 28) a)4m/s2 b)280N 29) a)4m/s2 b)42N c)84N 30) C (I) – Correta. Se não há forças agindo sobre um ponto material, (R = 0) , de acordo com o princípio da inércia, ele está em repouso ou em Movimento retilíneo e uniforme. Podemos afirmar que não há variação da velocidade sem força. (II) – Correta. Quando as forças que agem em um ponto material estão equilibradas (R = 0) , de acordo com o princípio da inércia, ele está em repouso ou em Movimento retilíneo e uniforme. (III) – Correta, pelo princípio da ação e reação. (IV) – Falsa. As forças do par ação-reação sempre atuam em corpos diferentes. 31) Calculando as intensidades das forças de atrito: estático — Fate=μe.N==me.P=μe.mg=0,5.10.10 — Fatr=50N – ele só entra em movimento se F for superior a 50N — dinâmico — Fatd=μd.N==me.P=μd.mg=0,3.10.10 Fatd=30N a) Se F=0, Fat=0, ele continua em repouso b) Se F=20N, Fate=20N e ele continua em repouso c) Se F=40N, Fate=40N e ele continua em repouso d) Se F=50N, Fate=50N e ele continua em repouso, mas está na iminência de movimento. e) Se F=60N, ele entra em movimento e está acelerando com aceleração a tal que FR=ma F – Fatd=ma 60 – 30=10a a=3/10 a=0,3m/s2 f) Como o bloco já está em movimento a força de atrito sobre ele é o dinâmico ou cinético e vale 30N. Fr=ma 35 – 30=10.a a=5/10 a=0,5m/s2. Ele acelera com a velocidade aumentando de 0,5m/s em cada segundo. g) Como F=30N e Fatd=30N, a força resultante sobre ele é nula e ele está em equilíbrio dinâmico, movendo-se em MRU. h) Nesse caso a força resultante sobre ele é o Fatd=30N que o está freando com Fatd=ma 30=10.a — a=3m/s2 e sua velocidade vai diminuindo de 3m/s em cada segundo, até parar. 32) A Pelo gráfico observamos que quando F=15N, a força de atrito estático é máxima e vale Fate=15N. Qualquer força acima desse valor coloca o bloco em movimento. Quando F=30N, ele já entrou em movimento e o Fat sobre ele é o dinâmico e vale Fatd=10N (vide gráfico) FR=ma 30 – 10=5.a a=4m/s2 Fate=μeN=μeP=μemg 15=me.5.10 μe=15/50 μe=0,3 33) B A única força que age sobre a caixa, na direção horizontal é a força de atrito dinâmico que é a força resultante, freando-o até parar. V= Vo + a.t 0 = 10 + a.5 a= -2m/s2 (negativo, pois está freando) em módulo a=2m/s2 FR=ma Fatd=ma μN=ma μP =ma μmg=ma μ=a/g μ=2/10 μ=0,2 34) μd=0,4 As forças verticais N e P se anulam, sobrando apenas a força de atrito dinâmico que é a força resultante sobre ele. 35) C 36) D 37) A 38) N — força que o bloco A troca com o bloco B — P – peso do bloco B — – força de atrito que o bloco A aplica no bloco B, impedindo-o de escorregar. 11 Aluno(a): 39) a) - peso da caixa — - força normal que a caçamba aplica sobre a caixa — – força de atrito trocada entre a caçamba e a caixa. b) a=2m/s2 40) A Lista II 1a)(UERJ) Considere as duas tirinhas abaixo. Essas tirinhas representam expressões diferentes da lei de: (A) inércia (B) queda de corpos (C) conservação de energia (D) conservação de momento 2a)(UERJ) Levantar-se pelo cadarço do tênis puxando-o para cima é uma impossibilidade real. A explicação desse fato deve-se a uma lei de Newton, identificada como: (A) primeira lei (B) segunda lei (C) terceira lei (D) lei da gravitação 3a) (G1 - cftmg 2017) As afirmativas a seguir estão relacionadas com movimentos que presenciamos no dia a dia. Analise cada uma delas e marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso. ( ) O movimento de queda livre tem asua causa no princípio da inércia. ( ) Dois objetos de massas diferentes caem, no vácuo, com a mesma aceleração. ( ) Devido a inércia, um objeto que estava solto na carroceria de um caminhão é lançado para a frente durante a frenagem em um movimento retilíneo. A sequência correta é a) V, F, F. b) V, V, F. c) F, F, V. d) F, V, V. 4a) Em Júpiter a aceleração da gravidade vale aproximadamente 225 m s (2,5 maior do que a aceleração da gravidade da Terra). Se uma pessoa possui na Terra um peso de 800 N, quantos newtons esta mesma pessoa pesaria em Júpiter? (Considere a gravidade na Terra 2g 10 m s ). a) 36 b) 80 c) 800 d) 2000 5a) (Pucpr 2017) Um bloco A de massa 3,0 kg está apoiado sobre uma mesa plana horizontal e preso a uma corda ideal. A corda passa por uma polia ideal e na sua extremidade final existe um gancho de massa desprezível, conforme mostra o desenho. Uma pessoa pendura, suavemente, um bloco B de massa 1,0 kg no gancho. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco A e a mesa são, respectivamente, e 0,50μ e c 0,20.μ Determine a força de atrito que a mesa exerce sobre o bloco A. Adote 2g 10m s . a) 15 N. b) 6,0 N. c) 30 N. d) 10 N. e) 12 N. 6a)(UERJ) Uma caixa está sendo puxada por um trabalhador, conforme mostra a figura abaixo. Para diminuir a força de atrito entre a caixa e o chão, aplica- se, no ponto X, uma força f. O segmento orientado que pode representar esta força está indicado na seguinte alternativa: 12 Aluno(a): 7a) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia a tirinha a seguir e responda à(s) questão(ões). (Uel 2017) Com base no diálogo entre Jon e Garfield, expresso na tirinha, e nas Leis de Newton para a gravitação universal, assinale a alternativa correta. a) Jon quis dizer que Garfield precisa perder massa e não peso, ou seja, Jon tem a mesma ideia de um comerciante que usa uma balança comum. b) Jon sabe que, quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente sua massa com intensidade definida em quilograma-força. c) Jon percebeu a intenção de Garfield, mas sabe que, devido à constante de gravitação universal “g”, o peso do gato será o mesmo em qualquer planeta. d) Quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente seu peso aparente, visto que o ar funciona como um fluido hidrostático. e) Garfield sabe que, se ele for a um planeta cuja gravidade seja menor, o peso será menor, pois nesse planeta a massa aferida será menor TEXTO PARA AS PRÓXIMAS QUESTÕES 8 e 9: O salto em distância é uma modalidade olímpica de atletismo em que os competidores combinam velocidade, força e agilidade para saltarem o mais longe possível a partir de um ponto pré-determinado. Sua origem remonta aos Jogos Olímpicos da Antiguidade. Nos Jogos Olímpicos da Era Moderna ele é disputado no masculino desde a primeira edição, em Atenas no ano de 1896, e no feminino desde os jogos de Londres, em 1948. Foi apenas na 5ª edição das Paraolimpíadas, em Toronto (Canadá), em 1976, que atletas amputados ou com comprometimento visual puderam participar pela primeira vez. Com isso, o atletismo passou a contar com as modalidades de salto em distância e salto em altura. A Física está presente no salto em distância, de forma simplificada, em quatro momentos: 1º momento: Antes de saltar o indivíduo corre por uma raia, flexiona as pernas, dando um último passo, antes da linha que limita a área de corrida, que exerce uma força contra o chão. Desta forma o atleta faz uso da Terceira Lei de Newton, e é a partir daí que executa o salto. 2º momento: A Segunda Lei de Newton nos deixa claro que, para uma mesma força, quanto maior a massa corpórea do atleta menor sua aceleração, portanto, atletas com muita massa saltarão, em princípio, uma menor distância, se não exercerem uma força maior sobre o chão, quando ainda em contato com o mesmo. 3º momento: Durante a fase de voo do atleta ele é atraído pela força gravitacional e não há nenhuma força na direção horizontal atuando sobre ele, considerando que a força de atrito com o ar é muito pequena. No pouso, o local onde ele toca por último o solo é considerado a marca para sua classificação (alcance horizontal). 4º momento: Chegando ao solo, o atleta ainda se desloca, deslizando por uma determinada distância que irá depender da força de atrito entre a região de contato com o solo, principalmente entre a sola da sua sapatilha e o pavimento que constitui o piso. No instante em que o atleta para completamente, a resultante das forças sobre ele é nula. 8a)(G1 - cftrj 2017) No terceiro momento, é importante destacar que sendo a força de atrito com o ar muito pequena, não há nenhuma força na direção horizontal atuando sobre ele. Este fato tem uma importante consequência sobre o rendimento do atleta: durante a fase de voo, o centro de gravidade do atleta move-se com velocidade horizontal constante! Isto é uma consequência direta de qual lei de movimento enunciada no século XVII? a) Inércia. b) Ação e reação. c) Gravitação Universal. d) Relatividade Restrita. 9a) (G1 - cftrj 2017) Imagine dois atletas, A e B, de salto em distância. A massa do atleta A é igual a 90 kg e a massa do atleta B é igual a 60 kg. Após a corrida eles conseguem imprimir ao solo, antes do salto, força de igual intensidade. Sendo a aceleração do competidor A dada por A ,α e a aceleração do competidor B dada por B,α determine qual seria a aceleração do competidor A em função da aceleração do competidor B. a) A B3α α b) A B2α α c) B A 3 2 α α d) BA 2 3 α α 10a) (G1 - ifce 2016) Em um dos filmes do Homem Aranha ele consegue parar uma composição de metrô em aproximadamente 60 s. Considerando que a massa total dos vagões seja de 30.000 kg e que sua velocidade inicial fosse de 72 km h, o módulo da força resultante que o herói em questão deveria exercer em seus braços seria de a) 10.000 N. b) 15.000 N. c) 20.000 N. 13 Aluno(a): d) 25.000 N. e) 30.000 N. 11a)(UERJ) A técnica de centrifugação é usada para separar os componentes de algumas misturas. Pode ser utilizada, por exemplo, na preparação de frações celulares, após o adequado rompimento das membranas das células a serem centrifugadas. Em um tubo apropriado, uma camada de homogeneizado de células eucariotas rompidas foi cuidadosamente depositada sobre uma solução isotônica de NaCl. Esse tubo foi colocado em um rotor de centrífuga, equilibrado por outro tubo. O esquema abaixo mostra o rotor em repouso e em rotação. Considere as seguintes massas médias para algumas organelas de uma célula eucariota: - mitocôndria: 2 x 10-8 g; - lisossoma: 4 x 10-10 g; - núcleo: 4 x 10-6 g. Durante a centrifugação do homogeneizado, em um determinado instante, uma força centrípeta de 5 x 10-4 N atua sobre um dos núcleos, que se desloca com velocidade de módulo constante de 150 m/s. Nesse instante, a distância desse núcleo ao centro do rotor da centrífuga equivale, em metros, a: (A) 0,12 (B) 0,18 (C) 0,36 (D) 0,60 12ª) (G1 - ifce 2016) Para que uma partícula de massa m adquira uma aceleração de módulo a, é necessário que atue sobre ela uma força resultante F. O módulo da força resultante para uma partícula de massa 2 m adquirir uma aceleração de módulo 3a é a) 7 F. b) 4,5 F. c) 2,6 F. d) 5 F. e) 6 F. 13a)(UERJ) Um astronauta, usando sua roupa espacial, ao impulsionar-se sobre a superfície da Terra com uma quantidade de movimento inicial P0 , alcança uma altura máxima de 0,3 m. Ao impulsionar-se com a mesma roupa e a mesma quantidade de movimento P0 na superfície da Lua, onde a aceleração da gravidade é cerca de 6 1 do valor terrestre, a alturamáxima que ele alcançará, em metros, equivale a: (A) 0,1 (B) 0,6 (C) 1,8 (D) 2,4 14a)(UERJ-2016) Considere um patinador X que colide elasticamente com a parede P de uma sala. Os diagramas abaixo mostram segmentos orientados indicando as possíveis forças que agem no patinador e na parede, durante e após a colisão. Note que segmento nulo indica força nula. Supondo desprezível qualquer atrito, o diagrama que melhor representa essas forças é designado por: a) I b) II c) III d) IV 15a) (G1 - col. naval 2016) Durante um teste de desempenho, um carro de massa 1200 kg alterou sua velocidade, conforme mostra o gráfico abaixo. Considerando que o teste foi executado em uma pista retilínea, pode-se afirmar que força resultante que atuou sobre o carro foi de a) 1200 N b) 2400 N c) 3600 N d) 4800 N e) 6000 N 16a)(UERJ) A figura abaixo representa um sistema composto por uma roldana com eixo fixo e três roldanas móveis, no qual um corpo R é mantido em equilíbrio pela aplicação de uma força F, de uma determinada intensidade. Considere um sistema análogo, com maior número de roldanas móveis e intensidade de F inferior a 0,1% do peso de R. O menor número possível de roldanas móveis para manter esse novo sistema em equilíbrio deverá ser igual a: (A) 8 (B) 9 (C) 10 (D) 11 17) Desprezando-se os atritos, a aceleração do bloco A será de: a) 12,0 b) 9,8 c) 4,8 d) 4,0 e) 2,4 18) Na figura temos três blocos de massas m1 = 1,0 kg, m2 = 2,0 kg e m3 = 3,0 kg, que podem deslizar sobre a superfície horizontal, sem atrito, ligados por fios inextensíveis. Sendo F3 = 12 N, obtenha F1 e F2. a) 12 N, 12 N b) 4,0 N, 8,0 N c) 2,0 N, 6,0 N d) 6,0 N, 2,0 N e) 4,0 N, 4,0 N 19a)(UERJ) Uma pequena 14 http://4.bp.blogspot.com/_MVur04Qwtcs/ScZSz0xYyXI/AAAAAAAAASM/kqqv4c-EFjY/s1600-h/imagem.bmp http://3.bp.blogspot.com/_MVur04Qwtcs/ScZTfwCvgBI/AAAAAAAAASc/qh5AESjkpe0/s1600-h/imagem.bmp Aluno(a): caixa é lançada sobre um plano inclinado e, depois de um intervalo de tempo, desliza com velocidade constante. Observe a figura, na qual o segmento orientado indica a direção e o sentido do movimento da caixa. Entre as representações abaixo, a que melhor indica as forças que atuam sobre a caixa é: 20a)(UERJ) Um avião sobrevoa, com velocidade constante, uma área devastada, no sentido sul-norte, em relação a um determinado observador. A figura a seguir ilustra como esse observador, em repouso, no solo, vê o avião. Quatro pequenas caixas idênticas de remédios são largadas de um compartimento da base do avião, uma a uma, a pequenos intervalos regulares. Nessas circunstâncias, os efeitos do ar praticamente não interferem no movimento das caixas. O observador tira uma fotografia, logo após o início da queda da quarta caixa e antes de a primeira atingir o solo. A ilustração mais adequada dessa fotografia é apresentada em: (A) (B) (C) (D) 21a) (UERJ) Três pequenas esferas, E1, E2 e E3, são lançadas em um mesmo instante, de uma mesma altura, verticalmente para o solo. Observe as informações da tabela: A esfera de alumínio é a primeira a alcançar o solo; a de chumbo e a de vidro chegam ao solo simultaneamente. A relação entre v1, v2 e v3 está indicada em: (A)v1 < v3 < v2 (B)v1 = v3 < v2 (C)v1 = v3 > v2 (D)v1 < v3 = v2 22a) (UERJ) Após a marcação de um gol, o artilheiro corre e comemora jogando-se de barriga no chão. Se o atleta de 70 kg atinge o solo com velocidade horizontal de 4 m/s e percorre 4 m até parar, o módulo da força de atrito da grama sobre o jogador é de, em N: a) 280 b) 140 c) 35 d) 4 23a) (UERJ) Um bloco de 5 kg e um bloco de 10 kg deslizam sobre um plano inclinado sem atrito. Pode-se afirmar que: a) ambos têm a mesma aceleração b) o bloco de 5 kg tem o dobro da aceleração do bloco de 10 kg c) o bloco de 10 kg tem o dobro da aceleração do bloco de 5 kg d) a aceleração dos blocos depende da força normal do plano sobre eles 24a) (UERJ) À medida que cresce a velocidade de um objeto que cai em linha reta em direção ao solo, cresce também a força de atrito com o ar, até que, em determinado instante, torna-se nula a força resultante sobre esse objeto. A partir desse instante, o objeto: a) interrompe sua queda em direção ao solo b) continua caindo com velocidade crescente c) continua caindo, mas a velocidade é decrescente d) continua caindo, mas a velocidade é constante. 25a) (UERJ) Uma certa partícula realiza a primeira metade de seu deslocamento total com a velocidade escalar média de 20,0 m/s e a segunda metade com 30,0 m/s. Qual das opções propostas pode melhor representar a velocidade escalar média total do movimento? a) 22,0 m/s b) 24,0 m/s c) 25 m/s d) 27,0 m/s 26a) (UERJ) Dois blocos A e B de massas m = 6 kg e m = 4 kg, respectivamente, estão apoiados sobre uma mesa horizontal e movem-se sob a ação de uma força F de módulo 60 N, conforme representação na figura a seguir. Considere que o coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo A e a mesa é mA = 0,2 e que o coeficiente entre o corpo B e a mesa é mB = 0,3. Com base nesses dados, o módulo da força exercida pelo bloco A sobre o bloco B é: a) 26,4N b) 28,5N c) 32,4N d) 39,2N 27a) (UERJ) Um bloco se encontra sobre uma mesa horizontal, sob a ação de uma força F. Compare as situações esboçadas a seguir, em que o módulo de F é sempre o mesmo, mas sua direção varia.Com relação ao módulo da força normal (N) exercida pela mesa sobre o bloco, é correto afirmar que: a) N1 > N2 > N3 b) N2 > N3 > N1 15 Aluno(a): c) N3 > N2 > N1 d) N1 > N3 > N2 28a) (UERJ) Uma partícula em movimento retilíneo tem sua velocidade, em função do tempo, representada no gráfico a seguir: De acordo com o gráfico, o instante de tempo no qual a partícula retorna à posição inicial, correspondente a t = 0, é: a) 3s b) 6s c) 9s d) 12s 29a) (Uepg 2016) Com relação à força normal entre um objeto de massa m e um plano inclinado, assinale o que for correto. 01) A sua intensidade depende da massa do objeto. 02) A sua direção é perpendicular à superfície de contato entre o objeto e o plano inclinado. 04) A sua intensidade depende do ângulo de inclinação do plano inclinado. 08) Sua direção sempre será contrária ao da força peso do objeto. 16) Esta força é devida à reação da superfície do plano inclinado sobre o objeto. 30a) (G1 - cps 2015) No Monumento às Bandeiras, situado no Parque do Ibirapuera em São Paulo, o escultor Victor Brecheret representou a ação de escravos e portugueses empenhados em transportar uma enorme canoa, arrastando-a pela mata. Admita que, numa situação real, todos os homens que estão a pé exercem forças de iguais intensidades entre si e que as forças exercidas pelos cavalos também tenham as mesmas intensidades entre si. Na malha quadriculada, estão representados o sentido e a direção dos vetores forca de um homem, de um cavalo e do atrito da canoa com o chão. Como a malha é constituída de quadrados, também é possível verificar que as intensidades da força de um cavalo e do atrito são múltiplos da intensidade da força de um homem. Legenda h : vetor que representa a força de um único homem. c : vetor que representa a força de um único cavalo. ä : vetor que representa a força de atrito da canoa com o chão. Imagine que, em determinado momento, as forças horizontais sobre a canoa sejam unicamente a de sete homens, dois cavalos e do atrito da canoa com o chão. A canoa tem massa igual a 1.200kg e, devido às forças aplicadas, ela é movimentada com aceleração de 20,4m / s . Com base nessas informações, é correto afirmar que a intensidade da força exercida por um único homem é, emnewtons, a) 180. b) 240. c) 360. d) 480. e) 500. 31. (Upf 2015) A queda de um elevador em um prédio no centro de Porto Alegre no final de 2014 reforçou as ações de fiscalização nesses equipamentos, especialmente em relação à superlotação. A partir desse fato, um professor de Física resolve explorar o tema em sala de aula e apresenta aos alunos a seguinte situação: um homem de massa 70 kg está apoiado numa balança calibrada em newtons no interior de um elevador que desce à razão de 22 m / s . Considerando 2g 10 m / s , pode-se afirmar que a intensidade da força indicada pela balança será, em newtons, de: a) 560 b) 840 c) 700 d) 140 e) 480 32. (Pucrj 2015) Uma caixa de massa 1m 1,0 kg está apoiada sobre uma caixa de massa 2m 2,0 kg, que se encontra sobre uma superfície horizontal sem atrito. Existe atrito entre as duas caixas. Uma força F horizontal constante é aplicada sobre a caixa de baixo, que entra em movimento com aceleração de 22,0 m / s . Observa-se que a caixa de cima não se move em relação à caixa de baixo. O módulo da força F, em newtons, é: a) 6,0 b) 2,0 c) 4,0 d) 3,0 e) 1,5 33. (Mackenzie 2015) Um corpo de massa 2,0 kg é lançado sobre um plano horizontal rugoso com uma velocidade inicial de 5,0 m / s e sua velocidade varia com o tempo, segundo o gráfico acima. Considerando a aceleração da gravidade 2g 10,0 m / s , o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano vale a) 25,0 10 b) 15,0 10 c) 11,0 10 d) 12,0 10 e) 22,0 10 34. (Udesc 2015) Com relação às Leis de Newton, analise as proposições. I. Quando um corpo exerce força sobre o outro, este reage sobre o primeiro com uma força de mesma intensidade, mesma direção e mesmo sentido. II. A resultante das forças que atuam em um corpo de massa m é proporcional à aceleração que este corpo adquire. 16 Aluno(a): III. Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que uma força resultante, agindo sobre ele, altere a sua velocidade. IV. A intensidade, a direção e o sentido da força resultante agindo em um corpo são iguais à intensidade, à direção e ao sentido da aceleração que este corpo adquire. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Todas afirmativas são verdadeiras. 35. (Ufpr 2015) Um bloco B de massa 400g está apoiado sobre um bloco A de massa 800g, o qual está sobre uma superfície horizontal. Os dois blocos estão unidos por uma corda inextensível e sem massa, que passa por uma polia presa na parede, conforme ilustra abaixo. O coeficiente de atrito cinético entre os dois blocos e entre o bloco A e a superfície horizontal é o mesmo e vale 0,35. Considerando a aceleração da gravidade igual a 210m / s e desprezando a massa da polia, assinale a alternativa correta para o módulo da força F necessária para que os dois blocos se movam com velocidade constante. a) 1,4N. b) 4,2N. c) 7,0N. d) 8,5N. e) 9,3N. 36. (Ifsul 2015) O sistema abaixo está em equilíbrio. A razão 1 2 T T entre as intensidades das trações nos fios ideais 1 e 2 vale a) 2 5 b) 2 3 c) 3 2 d) 5 2 37. (Unifesp 2015) Um abajur está apoiado sobre a superfície plana e horizontal de uma mesa em repouso em relação ao solo. Ele é acionado por meio de um cordão que pende verticalmente, paralelo à haste do abajur, conforme a figura 1. Para mudar a mesa de posição, duas pessoas a transportam inclinada, em movimento retilíneo e uniforme na direção horizontal, de modo que o cordão mantém-se vertical, agora inclinado de um ângulo 30 ,θ constante em relação à haste do abajur, de acordo com a figura 2. Nessa situação, o abajur continua apoiado sobre a mesa, mas na iminência de escorregar em relação a ela, ou seja, qualquer pequena inclinação a mais da mesa provocaria o deslizamento do abajur. Calcule: a) o valor da relação 1 2 N , N sendo 1N o módulo da força normal que a mesa exerce sobre o abajur na situação da figura 1 e 2N o módulo da mesma força na situação da figura 2. b) o valor do coeficiente de atrito estático entre a base do abajur e a superfície da mesa. 38. (Pucrj 2015) Um bloco de gelo se encontra em repouso no alto de uma rampa sem atrito, sendo sustentado por uma força horizontal F de módulo 11,6 N, como mostrado na figura. Dados: 2g 10m s sen 30 0,50 cos 30 0,87 a) Calcule a massa do bloco de gelo. b) Considere agora que a força F deixe de atuar. Calcule a velocidade com que o bloco chegaria à base da rampa, após percorrer os 6,4 m de sua extensão. 39. (Ufpr 2015) Um homem empurra uma caixa de massa M sobre um piso horizontal exercendo uma força constante F, que faz um ângulo θ com a direção horizontal, conforme mostra a figura abaixo. Considere que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície é μ e que a aceleração da gravidade é g. a) Utilizando as grandezas e símbolos apresentados no enunciado, deduza uma equação literal para o módulo da força F exercida pelo homem de modo que a caixa se movimente com velocidade escalar constante v para a direita. b) Escreva a equação para o módulo da força, para o caso particular em que o ângulo θ é igual a zero, isto é, a força F é paralela ao piso 40. (Uern 2015) O sistema a seguir apresenta aceleração de 22m / s e a tração no fio é igual a 72N. Considere 17 Aluno(a): que a massa de A é maior que a massa de B, o fio é inextensível e não há atrito na polia. A diferença entre as massas desses dois corpos é igual a:(Considere g =10m/s2) a) 1kg. b) 3kg. c) 4kg. d) 6kg. 41. (Uece 2015) Um elevador, durante os dois primeiros segundos de sua subida, sofre uma aceleração vertical para cima e de módulo 21m s . Sabe-se que também age sobre o elevador a força da gravidade, cuja aceleração associada é 210m s . Durante esses dois primeiros segundos do movimento, a aceleração resultante no elevador é, em 2m s , a) 1. b) 10. c) 9. d) 11. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Considere os dados abaixo para resolver a(s) questão(ões) quando for necessário. Constantes físicas Aceleração da gravidade: 2g 10m / s Densidade da água: 3r 1,0 g / cm 42. (G1 - cftmg 2015) Um veículo segue em uma estrada horizontal e retilínea e o seu velocímetro registra um valor constante. Referindo-se a essa situação, assinale (V) para as afirmativas verdadeiras ou (F), para as falsas. ( ) A aceleração do veículo é nula. ( ) A resultante das forças que atuam sobre o veículo é nula. ( ) A força resultante que atua sobre o veículo tem o mesmo sentido do vetor velocidade. A sequência correta encontrada é a) V - F - F. b) F - V - F. c) V - V - F. d) V - F - V. 43. (G1 - cftmg 2015) A figura seguinte ilustra uma pessoa aplicando uma força F para direita em uma geladeira com rodas sobre uma superfície plana. Nesse contexto, afirma-se que: I. O uso de rodas anula a força de atrito com o solo. II. A única força que atua na geladeira é a força aplicada pela pessoa. III. Ao usar rodas, a força de reação normal do piso sobre a geladeira fica menor. IV. A geladeira exerce sobre a pessoa uma força oposta e de igual intensidade a F. V. Se a geladeira se movimenta com velocidade constante, ela está em equilíbrio. São corretas apenas as afirmativas a) III e IV. b) IV e V. c) I, II e III. d) I, II e V. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Para responder à(s) questão(ões), considere as afirmativas referentes à figura e ao texto abaixo. Na figura acima, está representadauma pista sem atrito, em um local onde a aceleração da gravidade é constante. Os trechos T1, T2 e T3 são retilíneos. A inclinação de T1 é maior do que a inclinação de T3, e o trecho T2 é horizontal. Um corpo é abandonado do repouso, a partir da posição A. 44. (Pucrs 2015) Sobre as informações, afirma-se que a força resultante sobre o corpo I. é nula no trecho T2. II. mantém a sua direção e o seu sentido durante todo o movimento. III. é maior em módulo no trecho T1 do que no trecho T3. Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 45. (Pucrs 2015) Com base nessas informações, afirma-se: I. O movimento do corpo, no trecho T1, é uniforme. II. No trecho T3, o corpo está em movimento com aceleração diferente de zero. III. No trecho T2, a velocidade e a aceleração do corpo têm a mesma direção e o mesmo sentido. Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 46. (G1 - ifsc 2014) É fato que o uso do cinto de segurança previne lesões em motoristas e passageiros em caso de acidentes. Isso é motivo suficiente para que cinto de segurança seja obrigatório. A lei da Física, que está relacionada ao funcionamento do cinto de segurança é a: a) Lei de Ampère. b) Lei de Ohm. c) Lei Áurea. d) Primeira Lei de Newton. e) Lei da Gravitação Universal de Newton. 47. (G1 - ifce 2014) Considere as afirmações sob a luz da 2ª lei de Newton. I. Quando a aceleração de um corpo é nula, a força resultante sobre ele também é nula. II. Para corpos em movimento circular uniforme, não se aplica a 2ª lei de Newton. III. Se uma caixa puxada por uma força horizontal de intensidade F = 5N deslocar-se sobre uma mesa com velocidade constante, a força de atrito sobre a caixa também tem intensidade igual a 5 N. Está(ão) correta(s): a) apenas III. b) apenas II. c) apenas I. d) I e III. e) II e III. 48. (Enem 2014) Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em 18 Aluno(a): dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada. Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera a) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo. b) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la. c) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la. d) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento. e) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento. 49. (Uece 2014) Uma criança desliza em um tobogã muito longo, com uma aceleração constante. Em um segundo momento, um adulto, com o triplo do peso da criança, desliza por esse mesmo tobogã, com aceleração também constante. Trate os corpos do adulto e da criança como massas puntiformes e despreze todos os atritos. A razão entre a aceleração do adulto e a da criança durante o deslizamento é a) 1. b) 2. c) 1/3. d) 4. 50. (Ufg 2014) Um objeto de 5 kg move-se em linha reta sob a ação de uma força. O gráfico a seguir representa sua velocidade em função do tempo. Considerando-se os dados apresentados, conclui-se que o gráfico, que representa a força que atua no objeto em função do tempo, é o seguinte: a) b) c) d) e) 51. (G1 - ifce 2014) Na figura abaixo, o fio inextensível que une os corpos A e B e a polia têm massas desprezíveis. As massas dos corpos são mA = 4,0 kg e mB = 6,0 kg. Desprezando-se o atrito entre o corpo A e a superfície, a aceleração do conjunto, em m/s2, é de (Considere a aceleração da gravidade 10,0 m/s2) a) 4,0. b) 6,0. c) 8,0. d) 10,0. e) 12,0. 52. (G1 - ifsp 2014) Roldanas móveis são utilizadas para vantagens mecânicas, ou seja, aplica-se uma determinada força a uma extremidade do sistema e transmite-se à outra extremidade uma força de maior intensidade. Esse tipo de recurso é comumente utilizado em guindastes de construção civil para levantar materiais de grandes massas. Um modelo semelhante ao dos guindastes está apresentado na figura, em que são colocadas 3 roldanas móveis e 1 fixa. 19 Aluno(a): Considerando a massa M igual a 500 kg sendo levantada a partir do repouso em um local cuja aceleração gravitacional é de 10 m/s2, podemos afirmar que, após 2 s, ela atingirá a velocidade, em m/s, de a) 4. b) 8. c) 10. d) 12. e) 14. 53. (Upe 2014) A figura a seguir representa um ventilador fixado em um pequeno barco, em águas calmas de um certo lago. A vela se encontra em uma posição fixa e todo vento soprado pelo ventilador atinge a vela. Nesse contexto e com base nas Leis de Newton, é CORRETO afirmar que o funcionamento do ventilador a) aumenta a velocidade do barco. b) diminui a velocidade do barco. c) provoca a parada do barco. d) não altera o movimento do barco. e) produz um movimento circular do barco. 54. (Uece 2014) Dois cubos de mesma densidade e tamanhos diferentes repousam sobre uma mesa horizontal e mantêm contato entre si por uma de suas faces. A aresta de um dos cubos mede o dobro da aresta do outro. Em um dado instante, uma força constante F, horizontal, é aplicada sobre o cubo menor que, por sua vez, empurra o maior, conforme a figura a seguir. Despreze todos os atritos. A razão entre o módulo de F e o módulo da força de contato entre os cubos é a) 8. b) 2. c) 1/8. d) 9/8. 55. (Uerj 2014) O corpo de um aspirador de pó tem massa igual a 2,0 kg. Ao utilizá-lo, durante um dado intervalo de tempo, uma pessoa faz um esforço sobre o tubo 1 que resulta em uma força de intensidade constante igual a 4,0 N aplicada ao corpo do aspirador. A direção dessa força é paralela ao tubo 2, cuja inclinação em relação ao solo é igual a 60º, e puxa o corpo do aspirador para perto da pessoa. Considere sen 60° = 0,87, cos 60° = 0,5 e também que o corpo do aspirador se move sem atrito. Durante esse intervalo de tempo, a aceleração do corpo do aspirador, em m/s2, equivale a: a) 0,5 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 56. (Uerj 2014) A imagem abaixo ilustra uma bola de ferro após ser disparada por um canhão antigo. Desprezando-se a resistência do ar, o esquema que melhor representa as forças que atuam sobre a bola de ferro é: a) b) c) d) 57. (Uepg 2013) O estudo dos movimentos está fundamentado nas três leis de Newton. Sobre movimentos e as leis de Newton, assinale o que for correto. 01) O princípio da inércia é válido somente quando a força resultante sobre um corpo é não nula. 02) Duplicando o valor da força resultante aplicada sobre um objeto, a aceleração experimentada pelo objeto também será duplicada. 04) Forças de ação e reação nunca se anulam, pois atuam sempre em corpos distintos. 08) Um avião voando em linha reta com velocidade constante está em equilíbrio dinâmico. 58. (Ufpe 2013) A respeito das leis de Newton, podemos afirmar que: ( ) a primeira lei de Newton diz que, para que um corpo esteja em movimento, é obrigatório que haja pelo menos uma força atuando sobre ele. ( ) a segunda lei de Newton não contém a primeira lei de Newton comocaso particular porque elas são completamente diferentes. ( ) a segunda lei de Newton implica em uma equação para cada força que atua em um corpo massivo. ( ) a terceira lei de Newton estabelece que a toda força de ação corresponde uma força de reação, sempre com ambas no mesmo corpo. ( ) as três leis de Newton valem em qualquer referencial. SMS2 20 Aluno(a): Gabarito: LISTA II 1) A 2) A 3) Gabarito Oficial: [D] Gabarito Anulada (Sem resposta) [F] O movimento de queda livre tem a sua causa no princ pioي fundamental da dinâmica, pois é um movimento dotado de aceleraçمo nمo nula. [V] Dois objetos de massas diferentes caem, no vلcuo, com a mesma aceleraçمo, que é a aceleraçمo da gravidade. [F] Embora o gabarito oficial dê como correta essa afirmativa, ela contém um erro grave, destacado a seguir. Devido a inércia, um objeto que estava solto na carroceria de um caminhمo é lançado para a frente durante a frenagem em um movimento retilيneo. A expressمo é lançado para a frente pressup ُe a atuaç .o ocorreمo de uma força, o que nم A afirmativa correta é: Devido a inércia, um objeto que estava solto na carroceria de um caminh oم continua se deslocando com a mesma velocidade durante a frenagem em um movimento retil .neoي 4) [D] Terra Júpiter Júpiter Júpiter P m g 800 m 10 m 80 kg P m g P 80 25 P 2.000 N 5) [D] De acordo com as forças que atuam nas direções de possíveis movimentos, apresentadas no diagrama de corpo livre abaixo, e utilizando o Princípio Fundamental da Dinâmica: B a A BP T T F m m a Considerações: - Como o sistema permanece em equilíbrio estático, a aceleração é igual a zero; - Os módulos das trações nos corpos são iguais e com sinais contrários. BP T T a B a F 0 P F Substituindo o peso do corpo B pelo produto de sua massa pela aceleração da gravidade: a BF m g Substituindo os valores, temos, finalmente: 2 a aF 1kg 10 m s F 10 N 6) C 7) [A] Análise das alternativas: [A] Verdadeira. [B] Falsa: A balança mede massa em quilogramas. Quilograma-força é uma unidade de força. [C] Falsa: É a massa do gato que é a mesma em qualquer planeta. [D] Falsa: As balanças medem massa. [E] Falsa: Neste caso o peso seria menor pelo fato da gravidade ser menor, mas não alteraria a massa do Garfield. 8) [A] Um corpo em movimento tende a permanecer em movimento se nenhuma força externa atuar sobre ele. 9) [D] A A A A A B B A B A B A A B B B B B F m F 90 60 2 F F 90 60 F m F 60 90 3 α α α α α α α α α α 10) [A] Supondo que essa força seja a resultante e que seja aplicada na mesma direção do movimento, aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica, vem: 0 res res res v v 20 F ma F m 30.000 F 10.000 N. t 60Δ 11) B 12) [E] Do Princípio Fundamental: F ma F' 6F. F' 2m 3a 6 ma 13) C 14) [A] Conforme descrito no enunciado, o patinador colide elasticamente com a parede. Disto, podemos dizer que o patinador estará exercendo uma força na parede durante um certo intervalo de tempo (ou um Impulso). Devido a isto, pelo Princípio da Ação e Reação, a parede irá exercer uma força sobre o patinador de mesma intensidade, mesma direção e com o sentido contrário. Vale salientar que as duas forças só estarão atuando no patinador e na parede durante a colisão. Desta forma, analisando as alternativas, [I] CORRETA. [II] INCORRETA. As intensidades das forças são iguais durante a colisão e após não existe forças atuando nos corpos. [III] INCORRETA. Vai contra o Princípio da Ação e Reação. [IV] INCORRETA. Alternativa contraria a situação que de fato ocorre. Ver explicação. 15) [C] Dados: 0v 0; v 108 km/h 30 m/s; t 10s.Δ Como o movimento é reto, o módulo da aceleração é igual ao módulo da aceleração escalar: 21 Aluno(a): 2v 30a a 3 m/s . t 10 Δ Δ Aplicando o princípio fundamental da dinâmica: res resF ma 1200 3 F 3.600N. 16) D 17) C 18) C 19) D 20) A 21) B 22) B 23) A 24) D 25) B 26) A 27) D 28) C 29) 01 + 02 + 04 + 16 = 23. [01] Correta. Depende da massa e do cosseno do ângulo do plano inclinado. N m g cos .α [02] Correta. A direção da força normal é sempre perpendicular à superfície de apoio. [04] Correta. N m g cosα [08] Incorreta. A direção somente seria contrária se não houvesse o plano inclinado, ou seja, na horizontal, mas a direção entre a força normal e o peso diferem do ângulo escolhido para o plano inclinado. [16] Correta. Somente existe a força normal pelo contato de um corpo com uma superfície. 30) [B] Analisando a malha quadriculada concluímos que: c 2 h e a 15 h. São 7 homens e 2 cavalos. Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica à situação, temos: resF 7 h 2 c a m 7 h 2 5h 15 h m 2h 1.200 0,4 h 240 N. γ γ 31) [A] A figura abaixo ilustra a situação física: Como o diagrama de corpo livre nos mostra, a força resultante a pessoa é: RF P N Usando o Princípio Fundamental da Dinâmica (2ª lei de Newton): RF m a Igualando as duas equações e isolando a força normal, temos: 2 2 P N m a N m g a N 70 kg 10 m / s 2 m / s 560 N 32) [A] Como a caixa superior se move junto com a caixa inferior, não há aceleração diferente entre elas e podemos considerar como sendo um corpo único. E pela 2ª lei de Newton: 2 F m a F (2 kg 1kg) 2 m / s F 6 N 33) [A] 1ª Solução: Do gráfico, calculamos o módulo da aceleração: 2v 0 5a a 0,5 m/s . t 10 0 Δ Δ A resultante das forças sobre o corpo é a força de atrito: 2 at a 0,5 F R m g m a 0,05 5 10 . g 10 μ μ μ 2ª Solução: Do gráfico, calculamos o deslocamento: 5 10 S "área" 25 m. 2 Δ A resultante das forças sobre o corpo é a força de atrito. Pelo teorema da energia cinética: 2 22 0 0 atFat R 2 2 20 m v m vm v W W F S mg S 0 2 2 2 v 5 1 5 10 . 2 g S 2 10 25 20 Δ μ Δ μ μ Δ 34) [D] Analisando as alternativas, temos que: [I] INCORRETA. Princípio da ação e reação (3ª Lei de Newton). O sentido da força de reação é oposto ao sentido da força de ação. [II] CORRETA. Pela 2ª Lei de Newton, tem-se que: RF m a Assim, a força resultante é proporcional à aceleração do corpo de massa m. [III] CORRETA. 1ª Lei de Newton (Princípio da Inércia). Um corpo que está em repouso ou em MRU tende a permanecer nesta situação até que uma força resultante não nula atue sobre o corpo. 35) [C] Para que os dois blocos se movam com velocidade constante, basta que a força resultante em cada um deles separadamente seja nula. 22 Aluno(a): Analisando o Bloco B, temos que: Disto, para que a força resultante seja nula, BAat B T F m g T 0,35 0,4 10 T 1,4 N μ Analisando o Bloco A, temos que: Note que a força de atrito entre o bloco A e o bloco B também deve ser considerada neste caso. Disto, para que a força resultante seja nula, AS BAat at A B F T F F F 1,4 0,35 m m g 1,4 F 1,4 0,35 1,2 10 1,4 F 7,0 N 36) [D] Do diagrama abaixo, determinamos a força resultante para cada corpo: Para o corpo 1: 1 1 2T P T Para o corpo 2: 2 2T P Então, 1 1 2 1 1T P P T 60 40 T 100 N 2T 40 N Logo, a razão 1 2 T T será: 1 2 T 100 5 T 40 2 37) a) Na FIGURA 1 o abajur está em repouso, na horizontal. Então a normal e o peso têm mesma intensidade. 1N P. A figura mostra
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