lista 7 terceira lei de newton

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Lista 7: Terceira Lei de Newton 
 
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Lista 7: Terceira Lei de Newton 
NOME:______________________________________________________________________ 
Matrícula: Turma: Prof. : 
Importante: 
i. As cinco páginas seguintes contém problemas para serem resolvidos e entregues. 
ii. Leia os enunciados com atenção. 
iii. Responder a questão de forma organizada, mostrando o seu raciocínio de forma coerente. 
iv. Analisar a resposta respondendo: ela faz sentido? Isso lhe ajudará a encontrar erros! 
 
1. Uma menina de 40 Kg e um trenó de 8,4 Kg estão sobre a superfície de um lago congelado, separados 
entre si por uma distância de 15 m. Por meio de uma corda, a menina exerce uma força de 5,2 N sobre 
o trenó, puxando-o para si. (a) Qual é a aceleração do trenó ? (b) Qual é a aceleração da menina ? (c) 
A que distância da posição original da menina eles vão se encontrar, supondo que a força permaneça 
constante ? Despreze o atrito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Um macaco de 20,0 kg segura-se firmemente a uma corda leve que passa por 
uma polia sem atrito. Na outra extremidade da corda está preso um cacho de 
bananas também de 20,0 kg. Veja a figura ao lado. O macaco olha para cima e 
vê as bananas e começa a subir a corda para alcançá-las. (a) À medida que o 
macaco sobe, as bananas sobem, descem ou permanecem em repouso? (b) À 
medida que o macaco sobe, a distância entre o macaco e as bananas decresce, 
cresce ou permanece constante? (c) O macaco solta-se da corda. O que acontece 
com a distância entre o macaco e as bananas enquanto ele está caindo? (d) Antes 
de chegar ao chão, o macaco agarra-se à corda para interromper a sua queda. O 
que acontece com as bananas? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Dois blocos de 4,00 kg e 8,00 kg estão conectados por uma corda 
leve e deslizam para baixo num plano inclinado que faz um ângulo 
de 30
0
 com a horizontal. Veja a figura ao lado. O coeficiente de 
atrito cinético entre o bloco de 4,00 kg e o plano é 0,25 e entre o 
bloco de 8,00 kg e o plano é 0,35. (a) Calcule a aceleração de cada 
bloco. (b) Calcule a tensão na corda. (c) O que acontece se as 
posições dos blocos são invertidas, ficando o bloco de 4,00 kg 
acima do bloco de 8,00 kg? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. Em termos de m1, m2 e g, encontre as acelerações de cada 
bloco na figura ao lado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. O dispositivo mostrado na figura ao lado pode ser 
usado para medir a aceleração do sistema composto 
pelo bloco de massa m1 e a plataforma de massa m2 
Uma bola muito leve está pendurada por uma corda 
de massa desprezível. Seja θ o ângulo que a corda 
faz com a vertical. Despreze o atrito. (a) Seja a a 
aceleração do sistema. Determine a relação entre a 
e θ. (b) Se m1 = 250 kg e m2 = 1250 kg, quanto vale 
θ? (c) Suponha que você possa ajustar m1 e m2 
Mostre que o maior valor de θ que você poderá 
conseguir é θ = π/4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Questões Conceituais: 
 
(A) Um operário puxa um bloco de pedra por meio de uma corda de massa 
desprezível. O bloco pode ou não estar em equilíbrio. Mostre as várias 
forças atuando sobre o sistema. Como elas estão relacionadas? Quais são 
os pares ação-reação? 
Quando o bloco se move, por que o operário permanece parado? 
 
(B) Você está dirigindo seu carro numa estrada do interior quando um mosquito se choca com o para-brisa. 
Qual força é maior em módulo, a força que o carro exerce sobre o mosquito ou a força que o mosquito 
exerce sobre o carro? Ou são estas forças iguais em módulo? Se elas são diferentes, como você pode 
reconciliar este fato com a terceira lei de Newton? Se elas são iguais, por que o mosquito é amassado e 
o carro não sofre nada? 
 
(C) Se as duas extremidades de uma corda em equilíbrio são puxadas com forças de mesmo módulo e 
direção, porém de sentidos opostos, por que a tensão total na corda não é zero? 
 
(D) Num "cabo de guerra" entre duas pessoas A e B, que puxam em direções opostas as extremidades de 
uma corda. Pela terceira lei de Newton, a força que A exerce em B é tão grande quanto a força que B 
exerce em A. Então, o que determina quem ganha o jogo? (Dica: Desenhe diagramas de corpo livre 
mostrando todas as forças que atuam em cada pessoa.) 
 
(E) Um livro está sobre uma mesa. Indique todas as forças atuando no livro e todas as forças que atuam na 
mesa. Onde estão as reações a essas forças? Quais delas são iguais e opostas como consequência da 
segunda lei de Newton? 
 
 
 
 
 
 
 
Exercícios e Problemas: 
 
1. (a) Quanta força faz um astronauta de 80 Kg sobre seu assento quando o foguete encontra-se parado 
na plataforma de lançamento ? (b) Quanta força faz o astronauta sobre seu assento quando o foguete 
sobe acelerando a 10 m/s
2
 ? 
 
2. Um carro de 1000 Kg empurra um caminhão de 2000 Kg cuja bateria descarregou. Quando o 
motorista pisa no acelerador, as rodas do carro empurram o piso para trás com um força total de 
4500 N. O atrito de rolamento pode ser desprezado. (a) Qual é o módulo da força do carro sobre o 
caminhão ? (b) Qual é o módulo da força do caminhão sobre o carro ? 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Um cabo de aço maciço arrasta um bloco de 20 Kg sobre uma superfície horizontal sem atrito. Uma 
força de 100 N, exercida sobre o cabo, faz com que o bloco atinja uma velocidade de 4,0 m/s ao 
final da distância percorrida de 2,0 m. Qual é a massa do cabo ? 
 
4. Uma cunha de massa M repousa sobre o topo de uma mesa 
horizontal sem atrito. Um bloco de massa m é colocado na cunha 
e uma força 
F
é aplicada, como mostra a figura ao lado. Qual 
deve ser o módulo de 
F
para que o bloco permaneça a uma altura 
constante acima do topo da mesa? 
 
 
5. Uma caixa de 30,0 kg está inicialmente em repouso na carroceria de uma pickup de 1500 kg. O 
coeficiente de atrito estático entre a caixa e o piso da carroceria da pickup é 0,30 e o coeficiente de 
atrito cinético é 0,20. Antes que cada aceleração abaixo seja aplicada, a pickup está viajando em 
direção ao norte com velocidade constante. Encontre o módulo, a direção e o sentido da força de 
atrito atuando sobre a caixa (a) quando a pickup acelera a 2,20 m/s
2
 para o norte, (b) quando ela 
acelera a 3,40 m/s
2
 para o sul. 
Exercício corrigido em aula de monitoria. 
6. O bloco B, de massa igual a 5,00 kg repousa sobre 
o bloco A de massa igual a 8,00 kg, que por sua vez 
está sobre uma mesa horizontal. Não há atrito entre 
o bloco A e a mesa, porém, o coeficiente de atrito 
estático entre o bloco A e o bloco B é 0,750.Um 
fio leve preso ao bloco A, passa por uma polia sem 
atrito e sem massa e um bloco C é suspenso pela 
outra extremidade do fio. Qual é a maior massa que 
o bloco C pode ter para que os blocos A e B 
deslizem juntos quando o sistema é liberado do 
repouso? 
 
7. Num parque de diversões, as pessoas ficam de pé encostadas na superfície interna de um cilindro 
oco vertical de raio igual a 2,5 m. O cilindro começa então a girar e quando ele alcança uma taxa de 
rotação constante de 0,60 rev/s, o piso sobre o qual as pessoas estavam é rebaixado de 0,5 m. As 
pessoas, no entanto, permanecem grudadas às paredes do cilindro. (a) Desenhe um diagrama de 
forçãs para uma pessoa na situação em que o piso está rebaixado. (b) Qual é o coeficiente de atrito 
estático mínimo para que a pessoa não deslize para baixo? (b) Sua resposta no item (b) depende da 
massa do passageiro? 
 
8. Você projetou um elevador para um hospital de modo que a força exercida pelo piso do elevador 
sobre um passageiro nunca exceda 1,60 vezes o peso do passageiro. O elevador acelera para cima 
com uma aceleração constante por uma distância de três metros e então começa a diminuir sua 
velocidade. Qual foi a velocidade máxima do elevador? 
 
 
 
 
Lista 7: Terceira Lei de Newton 
 
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9. Os dados no gráfico ao lado foram obtidos por meio de um 
filme de alta velocidade (3.500 quadros/segundo) do salto de 
uma pulga de 210 μg. O gráfico mostra a aceleração da pulga 
como uma função do tempo. A pulga tinha aproximadamente 2 
mm de comprimento e o salto foi quase que na direção vertical. 
Use as medidas mostradas no gráfico para responder as 
seguintes questões: (a) Encontre a força resultante inicial sobre 
a pulga. Como ela se compara ao peso da pulga? (b) Encontre a 
força resultante máxima sobre a pulga durante o salto. Quando 
essa força máxima ocorre? (c) Use o gráfico para encontrar a máxima velocidade da pulga. 
 
Exercício corrigido em aula de monitoria. 
10. As massas dos blocos A e B na figura ao lado são 20,0 kg e 10,0 kg, respectivamente. 
Os blocos estão inicialmente em repouso sobre o piso e estão ligados por um fio sem 
massa que passa sobre uma polia sem massa e sem atrito. Uma força 
F
 apontando 
para cima, é aplicada à polia. Encontre as acelerações 
Aa
 do bloco A e 
Ba
do bloco B 
quando o módulo de 
F
 é (a) 124 N; (b) 294 N; (c) 424 N. 
 
 
 
RESPOSTAS: 
 
1) (a) 7.8 x 102 N (b) 1.6 x 103 N 
2) (a) 3000 N (b) 3000 N 
3) 5 Kg 
4) 
( ) tanF M m g  
 
5) (a) 66 N, apontando para o norte; (b) 59 N, apontando para o sul (a caixa desliza em direção à frente 
da pickup). 
6) 39,0 kg 
7) (b) 0,28 
8) 5,0 m/s 
9) (a) 1,3 x 10-4 N; (b) 2,9 x 10-4 N; 1,2 m/s 
10) (a) aA = aB = 0 ; (b) aA = 0, aB = 4,9 m/s
2
 ; (c) aA = 0,8 m/s
2
 , aB = 11,4 m/s
2