01 Aplicacoes das Leis de Newton

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Aplicações das Leis de Newton
Fernando Carvalho Magalhães
Universidade Federal do Rio Grande – FURG
Disciplina: Física I
 
Bibliografia Sugerida
Halliday, Resnick & Walker. Fundamentos 
de Física. 8ª Ed. Volume 1, 2008.
Young & Freedman. Física I, Mecânica. 12ª 
Ed. 2008.
 
Relembrando as Leis de Newton
● 1º Lei de Newton
“Quando a força resultante sobre um corpo é igual a zero, ele 
se move com velocidade constante (que pode ser nula) e 
aceleração nula” (YF2008)
“Se nenhuma força resultante atua sobre um corpo, sua 
velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer 
uma aceleração” (HRW2008)
 
Relembrando as Leis de Newton
● 2º Lei de Newton
“Quando uma força resultante externa atua sobre um corpo, ele 
acelera. A aceleração possui a mesma direção e o mesmo 
sentido da força resultante. O vetor força resultante é igual ao 
produto da massa do corto pelo vetor aceleração do corpo” 
(YF2008)
“A força resultante que atua sobre um corpo é igual ao produto 
da massa do corpo pela sua aceleração” (HRW2008)
 
Relembrando as Leis de Newton
● 3º Lei de Newton
“Quando o corpo A exerce uma força sobre um corpo B (uma 'ação'), 
então, o corpo B exerce uma força sobre o corpo A (uma 'reação'). 
Essas duas forças têm o mesmo módulo e a mesma direção, mas 
possuem sentidos contrários. Essas duas forças atuam em corpos 
diferentes.” (YF2008)
“Quando dois corpos interagem, as forças que cada corpo exerce 
sobre o outro são sempre iguais em módulo e têm sentidos opostos.” 
(HRW2008)
 
Exercício
Uma força horizontal constante Fap de módulo 20 N é aplicada a um bloco 
A de massa mA = 4,0 kg, que empurra um bloco B de massa mB = 6,0 kg. 
0 bloco desliza sobre uma superfície sem atrito ao longo de um eixo-x.
(a) Qual e a aceleração dos blocos?
(b) Qual e a força (horizontal) FBA exercida pelo bloco A sabre a bloco B?
(c) Qual e a força (horizontal) FAB exercida pelo bloco B sabre a bloco A?
 
Uma força horizontal constante Fap de módulo 20 N é aplicada a um bloco 
A de massa mA = 4,0 kg, que empurra um bloco B de massa mB = 6,0 kg. 
0 bloco desliza sobre uma superfície sem atrito ao longo de um eixo-x.
(a) Qual e a aceleração dos blocos?
(b) Qual e a força (horizontal) FBA exercida pelo bloco A sabre a bloco B?
(c) Qual e a força (horizontal) FAB exercida pelo bloco B sabre a bloco A?
 
Fap = 20 N
mA = 4,0 kg
mB = 6,0 kg
(a) Qual e a aceleração dos blocos?
(b) Qual e a força (horizontal) FBA exercida pelo bloco A sabre a bloco B?
(c) Qual e a força (horizontal) FAB exercida pelo bloco B sabre a bloco A?
 
Exercício
Um passageiro de massa m = 72,2 kg está de pé em uma balança no interior de um 
elevador. Estamos interessados nas leituras da balança quando o elevador está parado 
e quando está se movendo para cima e para baixo.
(a) Escreva uma equação para a leitura da balança em 
função da aceleração vertical do elevador.
(b) Qual e a leitura da balança se o elevador está parado 
ou está se movendo para cima com uma velocidade 
constante de 0,50 m/s?
(c) Qual e a leitura da balança se o elevador sofre uma 
aceleração para cima de 3,20 m/s²? Qual e a leitura se o 
elevador sofre uma aceleração para baixo de 3,20 m/s²?
(d) Durante a aceleração para cima do item (c), qual é o 
módulo da força resultante (Fr) a que está submetido o 
passageiro e qual é o módulo da aceleração do 
passageiro no referencial do elevador? A equação Fr = 
ma, onde a é a aceleração do passageiro no referencial 
do elevador.
 
m = 72,2 kg
(a) Escreva uma equação para a leitura da balança em função da aceleração vertical do 
elevador.
Equilíbrio de forças na vertical
x
y
x
 
m = 72,2 kg
(b) Qual e a leitura da balança se o elevador está parado ou está se movendo para 
cima com uma velocidade constante de 0,50 m/s?
y
x
Lembrando que, se o conjunto está parado ou 
se movendo com velocidade constante, a 
aceleração total do conjunto a é zero e a força 
normal será igual às força gravitacional.
 
m = 72,2 kg
(c) Qual e a leitura da balança se o elevador sofre uma aceleração para cima de 3,20 
m/s²? Qual e a leitura se o elevador sofre uma aceleração para baixo de 3,20 m/s²?
y
x
Elevador subindo → a = +3,2 m/s²
Elevador subindo → a = -3,2 m/s²
 
m = 72,2 kg
(d) Durante a aceleração para cima do item (c), qual é o módulo da força resultante (Fr) 
a que está submetido o passageiro e qual é o módulo da aceleração do passageiro no 
referencial do elevador? A equação Fr = ma, onde a é a aceleração do passageiro no 
referencial do elevador.
y
x
Supondo que o referencial está no elevador, a 
aceleração do passageiro em relação ao elevador 
é zero
 
O motor de um carro de peso p está suspenso por uma 
corrente que está ligada por um anel O a duas outras correntes, 
uma delas amarradas ao teto e a outra presa na parede. Ache 
as tensões nas três correntes em função de p e despreze os 
pesos das correntes e do anel. 
Exercício
 
O motor de um carro de peso p está suspenso por uma 
corrente que está ligada por um anel O a duas outras correntes, 
uma delas amarradas ao teto e a outra presa na parede. Ache 
as tensões nas três correntes em função de p e despreze os 
pesos das correntes e do anel. 
1) Diagrama de corpo livre
 - Motor
 - Anel O
2) As forças estão todas na mesma 
direção? Decompor...
3) Somatório das forças é igual a 
zero.
 
O motor de um carro de peso p está suspenso por uma 
corrente que está ligada por um anel O a duas outras correntes, 
uma delas amarradas ao teto e a outra presa na parede. Ache 
as tensões nas três correntes em função de p e despreze os 
pesos das correntes e do anel. 
Diagrama de corpo 
livre para o motor
Diagrama de corpo 
livre para anel O
 
O motor de um carro de peso p está suspenso por uma 
corrente que está ligada por um anel O a duas outras correntes, 
uma delas amarradas ao teto e a outra presa na parede. Ache 
as tensões nas três correntes em função de p e despreze os 
pesos das correntes e do anel. 
Diagrama de corpo 
livre para o motor
Diagrama de corpo 
livre para anel O
T1 = p
T2 = 0,57p
T3 = 1,154p
 
A mostra um bloco D (bloco deslizante) de massa M = 3.3 kg. 0 
bloco está livre para se mover ao longo de uma superfície 
horizontal sem atrito e está ligado, por uma corda que passa 
por uma polia sem a atrito, a um segundo bloco P (bloco 
pendente) de massa m = 2.1 kg. As massas da corda e da polia 
podem ser desprezadas em comparação com a massa dos 
blocos. Enquanto o bloco pendente P desce, o bloco deslizante 
D acelera para a direita. Determine: 
(a) a aceleração do bloco D.
(b) a aceleração do bloco P.
(c) a tensão na corda.
Exercício
 
Bloco D - massa M = 3.3 kg
Bloco P - m = 2.1 kg
(a) a aceleração do bloco D.
(b) a aceleração do bloco P.
(c) a tensão na corda.
 
Bloco D - massa M = 3.3 kg
Bloco P - m = 2.1 kg
(a) a aceleração do bloco D.
(b) a aceleração do bloco P.
(c) a tensão na corda.
 
Bloco D - massa M = 3.3 kg
Bloco P - m = 2.1 kg
(a) a aceleração do bloco D.
(b) a aceleração do bloco P.
(c) a tensão na corda.
Bloco D
Bloco P
 
Bloco D - massa M = 3.3 kg
Bloco P - m = 2.1 kg
(a) a aceleração do bloco D.
(b) a aceleração do bloco P.
(c) a tensão na corda.
Aceleração dos blocos
Tensão na corda
 
Um bloco de massa m1 = 3,70 kg sobre um plano sem atrito inclinado, de ângulo de 
30°, está preso por uma corda de massa desprezível, que passa por uma polia de 
massa e atrito desprezíveis, a um outro bloco de massa m2 = 2,30 kg (Fig. 5-55) Quais 
são:
(a) o módulo da aceleração de cada bloco?
(b) a orientação da aceleração do bloco que está pendurado?
(c) a tensão da corda?
ExercícioUm bloco de massa m1 = 3,70 kg sobre um plano sem atrito inclinado, de ângulo de 
30°, está preso por uma corda de massa desprezível, que passa por uma polia de 
massa e atrito desprezíveis, a um outro bloco de massa m2 = 2,30 kg (Fig. 5-55) Quais 
são:
(a) o módulo da aceleração de cada bloco?
(b) a orientação da aceleração do bloco que está pendurado?
(c) a tensão da corda?
Exercício
y
Fg1
Fg2
T
T
y
Fg1
Fg2
T
y
T
x
Bloco 1 Bloco 2
FN
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