Livro Teórico Vol 3 - Física-013-015

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VOLUME 3 | Ciências da natureza e suas tecnologias
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Física
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Exercícios Clássicos 
de Dinâmica
FÍSICA 1 Aulas: 27 e 28
Competência(s): 
1 e 6
Habilidade(s): 2 e 30
Leis de Newton
Isaac Newton foi um físico, matemático e astrônomo 
inglês que viveu no século XVII e é considerado um dos 
cientistas mais influentes da história. Ele é conhecido por 
sua contribuição à física clássica, principalmente por suas 
leis do movimento e a lei da gravitação universal.
Sobre as leis do movimento, elas descrevem o com-
portamento de objetos em movimento e são fundamentais 
para a compreensão da física clássica. São elas:
1ª Lei de Newton: também conhecida como Lei da 
Inércia, afirma que um corpo em repouso tende a per-
manecer em repouso e um corpo em movimento tende a 
permanecer em movimento em linha reta com velocidade 
constante, a menos que uma força externa atue sobre ele.
2ª Lei de Newton: também conhecida como Lei 
Fundamental da Dinâmica, afirma que a aceleração de um 
objeto é diretamente proporcional à força aplicada sobre 
ele e inversamente proporcional à sua massa. Matemati-
camente, a força é igual à massa vezes a aceleração: 
F = m.a
3ª Lei de Newton: também conhecida como Princí-
pio da Ação e Reação, afirma que para toda ação há sem-
pre uma reação igual e oposta. Ou seja, quando um corpo 
exerce uma força sobre outro corpo, este segundo corpo 
reage com uma força de mesma intensidade e direção, 
mas de sentido oposto.
Aplicações Práticas
1. (G1 - ifsul) Leia com atenção o texto que segue.
“Galileu fez outra grande descoberta. Ele mostrou que Aris-
tóteles estava também errado quando considerava que fosse 
necessário exercer forças sobre os objetos para mantê-los em 
movimento. Embora seja necessária uma força para dar início 
ao movimento, Galileu mostrou que, uma vez em movimento, 
nenhuma força é necessária para manter o movimento – exceto 
a força necessária para sobrepujar o atrito. Quando o atrito está 
ausente, um objeto em movimento mantém-se em movimento 
sem a necessidade de qualquer força.”
heWiTT, p. g. FundamenTos de Física conceiTual. 1ª 
ed. – porTo alegre: bookman, 2003. p. 50.
O texto refere-se a uma questão central no estudo do movimen-
to dos corpos na Mecânica Newtoniana, que é a propriedade 
dos corpos manterem o seu estado de movimento.
Essa propriedade é conhecida como 
a) força. 
b) massa. 
c) inércia. 
d) velocidade. 
Resposta: [C]
O texto fala sobre a primeira Lei de Newton, ou Lei da Inércia, 
onde corpos em repouso tendem a permanecer em repouso e 
corpos em movimento tendem a permanecer em movimento. 
2. (Fcmmg) Em 2006, foi criado o “O Dia Mundial do Pulo”, uma 
iniciativa organizada na internet (www.worldjumpday.org), pelo 
artista alemão Torsten Lauschmann, alegando ser um Profes-
sor Hans Peter Niesward do Instituto de Física Gravitacional de 
Munique. No dia 20 de julho às 07h39 (horário de Brasília), a 
organização do evento planejou ter 600 milhões de pessoas do 
hemisfério ocidental pulando simultaneamente, com o objetivo 
de mover a Terra para uma nova órbita e, desse modo, criar 
condições para diminuir o aquecimento global.
Do ponto de vista da Física, essa proposta: 
a) é correta, pois a quantidade de movimento das pessoas após 
o pulo é pouco menor que a quantidade de movimento da Terra. 
b) é correta, pois a ação das pessoas sobre a Terra criaria uma 
reação igual e contrária que alteraria a sua rotação. 
c) é falsa, pois a força que as pessoas fariam seria radial no 
sentido do centro da Terra, o que não alteraria sua rotação. 
d) é falsa, pois a força que as pessoas fariam sobre a Terra é 
uma força interna entre elementos do próprio planeta. 
Resposta:[D]
A ação de forças internas não alteram o estado de movimento, 
pois estão acompanhadas de seus pares ação e reação que 
possuem mesmo módulo e direção, mas sentidos contrários, 
sendo assim, o somatório dessas forças no sistema seria anu-
lado. Para que conseguíssemos alterar a órbita da Terra, neces-
sitaríamos um “empurrão” externo como um corpo de grande 
massa interagindo com o sistema Terra-Lua como um asteroide 
capturado pela gravidade da Terra, por exemplo. . 
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Força Peso, Força Normal, 
Força de Tensão 
A força peso é a força gravitacional que age sobre 
um objeto em direção ao centro da Terra. Ela é diretamen-
te proporcional à massa do objeto e à aceleração da gravi-
dade. A força peso é responsável por manter os objetos no 
chão, uma vez que a Terra exerce uma força igual e oposta 
à força peso.
P = m . a
A força normal é a força que atua perpendicular-
mente à superfície em que um objeto está apoiado. Ela é 
causada pela interação eletromagnética entre as molécu-
las da superfície e as do objeto. A força normal é igual e 
oposta à força peso, quando um objeto está em equilíbrio 
em uma superfície plana e horizontal.
A força de tração é a força que atua em um objeto 
que está sendo puxado ou esticado. Ela é causada pela 
tensão nas extremidades de um objeto, como uma corda 
ou um cabo. A força de tração é igual e oposta à força 
aplicada, quando um objeto está em equilíbrio ou movi-
mento uniforme.
Essas forças são importantes na análise de sistemas 
físicos e na compreensão dos princípios básicos da física 
clássica, o que pode ser visto nos exemplos a seguir.
Aplicações Práticas
1. (G1 - cftrj 2019) Eu vou para longe, onde não exista gravi-
dade
Pra me livrar do peso da responsabilidade
De viver nesse planeta doente
E ter que achar a cura da cabeça e do coração da gente
Chega de loucura, chega de tortura
Talvez aí no espaço eu ache alguma criatura inteligente
Aqui tem muita gente, mas eu só encontro solidão
Ódio, mentira, ambição
Estrela por aí é o que não falta, astronauta
A Terra é um planeta em extinção
Eu vou pro mundo da lua
Que é feito um motel
Aonde os deuses e deusas
Se abraçam e beijam no céu
(gabriel, o pensador, asTronauTa)
Os dois primeiros versos de um trecho da música de Gabriel, o 
Pensador, fazem uma correlação entre gravidade e peso.
Este astronauta quer ir “pro mundo da lua”, em que a gravidade 
é seis vezes menos do que a gravidade na Terra.
Se ele tem 90 kg em nosso Planeta, onde a gravidade pode ser 
considerada como de 10 m/s2 na Lua seu peso será: 
a) 900 N 
b) 150 N 
c) 90 kg 
d) 15 kg 
Resposta: [B]
Terra
Lua Lua Lua
g 10
P mg m 90 P 150 N.
6 6
= = = ⇒ = 
2. (Uerj) No esquema, está representado um bloco de massa 
igual a 100 kg em equilíbrio estático.
Determine, em newtons, a tração no fio ideal AB 
Resposta:
P = mg => P = 100.10 => P = 1.000 N
TBCsen30° = 1.000 → TBC . 0,5 = 1.000N
TBC = 2.000 N
TBC . cos30° = TAB → 2000. 2
3 T 1000 3NAB= =
3. (G1 - cps) Rasgando a terra, tal como a proa de um navio 
corta as águas, o arado em forma de cunha é uma ferramen-
ta agrícola utilizada para revolver a terra, preparando-a para 
o cultivo. Para utilizá-lo, é necessária a tração de um animal. 
Enquanto ele é puxado pelo animal, uma pessoa segura seus 
dois manetes, orientando o movimento do arado.
Na figura, pode-se notar o ângulo que as lâminas formam entre 
si, assim como o engate onde os arreios são fixados. Quando 
o arado representado na figura e engatado a um animal e esse 
animal se desloca para frente, os vetores que representam as 
direções e sentidos das forças com que as lâminas do arado 
empurram a terra, quando ele está em uso, estão melhor re-
presentados em
Desconsidere a ação do atrito entre as lâminas e a terra.