Questões de Vestibular com gabarito - 1° Ano Ensino Médio - Leis de Newton - O mundo da física

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QUESTÕES DE VESTIBULARES 
 
 Leis de Newton 
 
1. (Vunesp) Um rebocador puxa duas barcaças pelas águas de um lago tranquilo. A primeira delas tem massa 
de 30 toneladas e a segunda, 20 toneladas. Por uma questão de economia, o cabo de aço I que conecta o 
rebocador à primeira barcaça suporta, no máximo, 6 × 105 N, e o cabo II, 8 × 104 N. 
 
Desprezando o efeito de forças resistivas, calcule a aceleração máxima do conjunto, a fim de evitar o rompimento 
de um dos cabos. 
 
2. (FEI) Na montagem a seguir, sabendo-se que a massa do corpo é de 20kg, qual é a reação Normal que o 
plano exerce sobre o corpo? 
a) 50 N 
b) 100 N 
c) 150 N 
d) 200 N 
e) 200 kg 
 
3. (UEL) Certa mola helicoidal, presa num suporte vertical, tem comprimento de 12cm. Quando se prende à mola 
um corpo de 200g ela passa a medir 16cm. 
A constante elástica da mola vale, em N/m: 
a) 5,0 
b) 5,0. 10 
c) 5,0.102 
d) 5,0.103 
e) 5,0.104 
 
4. (Mack-1996) Para a verificação experimental das leis da Dinâmica, foi montado o sistema a seguir. 
 
Nele, o atrito é desprezado, o fio e a aceleração são ideais. Os corpos A e B encontram-se em equilíbrio quando 
a mola "ultraleve" M está distendida de 5,0cm. A constante elástica desta mola é: 
a) 3,0.102 N/m 
b) 2,0.102 N/m 
c) 1,5.102 N/m 
d) 1,0.102 N/m 
e) 5,0.103 N/m 
 
5. (UEL) Os três corpos, A, B e C, representados na figura a seguir têm massas iguais, m = 3,0kg. 
O plano horizontal, onde se apoiam A e B, não oferece atrito, a roldana tem massa desprezível e a aceleração 
local da gravidade pode ser considerada g = 10m/s2 . A tração no fio que une os blocos A e B tem módulo: 
a) 10 N 
b) 15 N 
c) 20 N 
d) 25 N 
e) 30 N. 
 
 
 
 
 
 
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6. (UEL) Um corpo de massa 2,0 kg é abandonado sobre um plano perfeitamente liso e inclinado de 37° com a 
horizontal. Adotando g = 10 m/s2 , sen37° = 0,60 e cos37° = 0,80, conclui-se que a aceleração com que o corpo 
desce o plano tem módulo, em m/s2: 
a) 4,0 
b) 5,0 
c) 6,0 
d) 8,0 
e) 10 
 
7. (Unirio) Um corpo A, de 10 kg, é colocado num plano horizontal sem atrito. 
Uma corda ideal de peso desprezível liga o corpo A a um corpo B, de 40 kg, 
passando por uma polia de massa desprezível e também sem atrito. O corpo B, 
inicialmente em repouso, está a uma altura de 0,36 m, como mostra a figura. 
Sendo a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, determine: 
a) O módulo da tração na corda. 
b) O mínimo intervalo de tempo necessário para que o corpo B chegue ao solo. 
 
8. (Vunesp) Dois blocos, A e B, de massas m e 2 m, respectivamente, ligados por um fio inextensível e de massa 
desprezível, estão inicialmente em repouso sobre um plano horizontal sem atrito. Quando o conjunto é puxado 
para a direita pela força horizontal F aplicada em B, como mostra a figura, o fio fica sujeito à tração T1. Quando 
puxado para a esquerda por uma força de mesma intensidade que a anterior, mas agindo em sentido contrário, 
o fio fica sujeito à tração T2. 
Nessas condições, pode-se afirmar que T2 é igual a: 
a) 2T1 
b) √2T1 
c) T1 
d) T1/√2 
e) T1/2 
 
9. (Mack) O sistema ao lado consiste de polias e fios ideais. Os corpos A e C têm massas 
iguais a 3 kg cada um, e a massa de B é 4 kg. Estando o corpo B ligado, por fios, aos corpos 
A e C, a aceleração com que ele sobe é de: Adote: g = 10m/s2. 
a) 5m/s2 
b) 4m/s2 
c) 3m/s2 
d) 2m/s2 
e) 1m/s2 
 
10. (UFPR) Um carrinho com peso igual a 200 N é puxado com velocidade constante ao longo de um plano 
inclinado que forma 30° com a horizontal, conforme a figura abaixo. Desprezando o efeito do atrito, é correto 
afirmar: 
 
 
01. Considerando um sistema de coordenadas cartesianas, com o eixo x paralelo ao plano inclinado e o eixo y 
perpendicular a esse mesmo plano inclinado, a componente do peso do carrinho paralela ao eixo x tem módulo 
iguala 174 N. 
02. As forças que atuam no carrinho são: seu peso, a força F, paralela ao plano inclinado, e a força normal 
exercida pelo plano. 
 
 
 
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03. O carrinho está em movimento retilíneo e uniforme. 
04. A força F aplicada sobre o carrinho tem módulo igual a 100 N. 
05. À medida que o carrinho sobe sua energia potencial em relação à horizontal decresce. 
 
11. (Vunesp) Dois blocos idênticos, A e B, se deslocam sobre uma mesa plana sob ação de uma força de 10 N, 
aplicada em A, conforme ilustrado na figura. 
 
Se o movimento é uniformemente acelerado, e considerando que o coeficiente de atrito cinético entre os blocos 
e a mesa é µ = 0,5, a força que A exerce sobre B é: 
a) 20N. 
b) 15N. 
c) 10N. 
d) 5N. 
e) 2,5N. 
 
12. (Mack) Sobre uma superfície plana e horizontal, um bloco A, de massa mA, desloca-se em MRU (movimento 
retilíneo uniforme) no sentido indicado na figura abaixo. Esse corpo faz parte 
do conjunto ilustrado, no qual as polias e os fios são considerados ideais e a 
massa do corpo B é mB. 
Nessas condições, podemos dizer que o coeficiente de atrito cinético entre a 
base inferior do corpo A e a referida superfície plana é: 
a) zero 
b) μ = 2mB/mA 
c) μ = 2𝑚𝐴/𝑚𝐵 
d) μ = m𝐴/2m𝐵 
e) μ = mB/2mA 
 
13. A figura a seguir mostra um carro de 800 kg fazendo uma curva horizontal plana, de raio R = 50m, em uma 
estrada asfaltada. Sabe - se que o coeficiente de atrito entre os pneus e o asfalto é de 0,8. Calcule a velocidade 
máxima que esse carro pode ter sem derrapar 
 
 
14. Em uma estrada, um automóvel de 800 kg com velocidade constante de 72 km/h se aproxima de um fundo 
de vale, conforme esquema a seguir. Sabendo que o raio de curvatura nesse fundo de vale é 20 m, calcule a 
força de reação da estrada sobre o carro nesse ponto. 
 
 
15. (UFSC) Um piloto executa um "looping" com seu avião - manobra acrobática em que a aeronave descreve 
um arco de circunferência no plano vertical - que atinge, no ponto mais baixo da trajetória, ao completar a 
manobra, a velocidade máxima de 540 km/h. O raio da trajetória é igual a 450 m e a massa do piloto é 70 kg. 
Nessas manobras acrobáticas deve-se considerar que a maior aceleração que o organismo humano pode 
suportar é 9g (g = aceleração da gravidade). 
 
 
 
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Com base nos dados fornecidos, qual a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S)? 
01. O piloto está submetido a uma aceleração centrípeta máxima no topo da trajetória, quando a força de 
sustentação do avião é mínima. 
02. A força centrípeta sobre o piloto, na parte mais baixa da trajetória, é cinco vezes maior do que o seu peso. 
04. O piloto é submetido a uma aceleração centrípeta máxima igual a 5g (cinco vezes a aceleração da gravidade). 
08. A velocidade mínima para que o avião complete a volta, no topo da trajetória, é igual a 270 km/h. 
16. A força que o avião faz sobre o piloto, na parte mais baixa da trajetória, é igual a 4200 N. 
32. A força que o piloto faz sobre o avião é igual ao seu peso, em toda a trajetória. 
 
 
 
 
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QUESTÕES DE VESTIBULARES 
 
 Leis de Newton 
 
𝟏. 𝐹𝑅 = 𝑚𝑎 → 𝑎 =
𝐹𝑅
𝑚
=
8 . 104
2 . 104
= 4 𝑚/𝑠2 
 
𝟐. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑩. 
𝑁 = 𝑃𝑦 = 𝑃𝑐𝑜𝑠60° = 𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠60° = 20 . 10 . cos 60° = 200 .
1
2
= 100 𝑁 
 
 
𝟑. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑩. 
𝐹𝑒𝑙 = 𝑃 → 𝑘𝑥 = 𝑚𝑔 → 𝑘 =
𝑚𝑔
𝑥
=
0,2 . 10
0,04
= 50 𝑁/𝑚 
 
 
𝟒. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑩. 
 𝐹𝑒𝑙 = 𝑇 = 𝑃 → 𝑘𝑥 =𝑚𝑔 → 𝑘 =
𝑚𝑔
𝑥
=
1 . 10
0,05
= 200 𝑁/𝑚 
 
𝟓. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑨. 
 𝐹𝑅 = 𝑚. 𝑎 → 𝑃𝐶 = (𝑚𝑎 + 𝑚𝑏 + 𝑚𝑐). 𝑎 → 3 . 10 = (3 + 3 + 3). 𝑎 → 𝑎 =
30
9
=
10
3
 𝑚/𝑠2 
 
𝑇𝐴𝐵 = 𝑚𝑎 . 𝑎 = 3 .
10
3
= 10 𝑁 
 
𝟔. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑪. 
𝐹𝑅 = 𝑃𝑋 = 𝑚. 𝑎 → 𝑚𝑎 = 𝑚𝑔 sen 37° 𝑎 = 10 . 0,60 = 6 𝑚/𝑠
2 
 
 
𝑁ሬሬԦ 
𝑃ሬԦ 
𝑃ሬԦ𝑦 
𝑃ሬԦ𝑥 
𝑃ሬԦ 
𝐹Ԧ𝑒𝑙 
𝑃ሬԦ 
𝑇ሬԦ 𝐹Ԧ𝑒𝑙 
 
 
 
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𝟕. 𝑎) 𝐹𝑅 = 𝑚. 𝑎 → 𝑃𝐵 = (𝑚𝐴 + 𝑚𝐵). 𝑎 → 40 . 10 = (10 + 40). 𝑎 → 𝑎 =
400
50
= 8 𝑚/𝑠2 
𝑇 = 𝑚𝐴. 𝑎 = 10 . 8 = 80 𝑁 
 
𝑏) ℎ = 𝑣0𝑡 +
1
2
𝑔𝑡1 → 0,36 =
1
2
10 . 𝑡2 → 𝑡 = 0,27 𝑠 
 
𝟖. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑨. 
 𝐹 = (𝑚 + 2𝑚). 𝑎 → 𝑎 =
𝐹
3𝑚
 𝑇1 = 𝑚.
𝐹
3𝑚
=
𝐹
3
 
𝐹 = (𝑚 + 2𝑚). 𝑎 → 𝑎 =
𝐹
3𝑚
 𝑇2 = 2𝑚 .
𝐹
3𝑚
= 2
𝐹
3
 → 𝑇2 = 2𝑇1 
 
𝟗. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑫. 
𝐹𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 𝑚𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 . 𝑎 → 𝑃𝐴 + 𝑃𝐶 − 𝑃𝐵 = (𝑚𝐴 + 𝑚𝐵 + 𝑚𝐶). 𝑎 → 
 
3 . 10 + 3. 10 − 4 . 10 = 10. 𝑎 → 𝑎 =
20
10
= 2 𝑚/𝑠2 
 
𝟏𝟎. 𝐹 − 𝑉 − 𝑉 − 𝑉 − 𝐹 
01 − 𝐹𝑎𝑙𝑠𝑎 − 𝑃𝑋 = 𝑃 𝑠𝑒𝑛30° = 200 .
1
2
= 100𝑁 
02 − 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 
03 − 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 − 𝑉 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑀𝑅𝑈. 
04 − 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 − 𝐹 = 𝑃𝑋 = 100 𝑁 
05 − 𝐹𝑎𝑙𝑠𝑎 − 𝐴 𝐸𝑃 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎. 
 
𝟏𝟏. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑫. 
 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑜 𝐴: 𝐹 − 𝐹𝑎𝑡𝐴 − 𝐹𝐴𝐵 = 𝑚𝐴. 𝑎 → 𝐹 − 𝐹𝑎𝑡 − 𝐹𝐴𝐵 = 𝑚𝑎 
 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑜 𝐵: 𝐹𝐴𝐵 − 𝐹𝑎𝑡𝐵 = 𝑚𝐵 . 𝑎 → 𝐹𝐴𝐵 − 𝐹𝑎𝑡 = 𝑚𝑎 
 
𝐹 − 𝐹𝑎𝑡 − 𝐹𝐴𝐵 = 𝐹𝐴𝐵 − 𝐹𝑎𝑡 → 2𝐹𝐴𝐵 = 𝐹 → 𝐹𝐴𝐵 =
𝐹
2
=
10
2
= 5𝑁 
 
𝟏𝟐. 𝑶𝑷ÇÃ𝑶 𝑬. 
𝑁𝑜 𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 𝐵 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠: 𝑃𝐵 = 2𝑇 → 𝑇 =
𝑚𝐵𝑔
2
 
𝑁𝑜 𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 𝐴 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠: 𝑇 = 𝐹𝑎𝑡 = 𝑃𝐴𝜇 → 
𝑚𝐵𝑔
2
= 𝑚𝐴𝑔𝜇 → 𝜇 =
𝑚𝐵
2𝑚𝐴
 
 
𝟏𝟑. 𝐹𝑅𝑐 = 𝑚. 𝑎𝐶 → 𝐹𝑎𝑡 = 𝑚.
𝑣2
𝑅
 → 𝜇𝑁 = 𝑚
𝑣2
𝑅
 → 𝜇 . 𝑚𝑔 = 𝑚
𝑣2
𝑅
 → 0,8 .10 =
𝑣2
50
 → 𝑣 = 20 𝑚/𝑠 
 
𝟏𝟒. 𝑁 − 𝑃 = 𝑚 .
𝑣2
𝑅
 → 𝑁 = 800 .
202
20
+ 800 . 10 = 24000𝑁 
 
𝟏𝟓. 1 + 2 + 4 + 16 = 23 
01 − 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 − 𝑁𝑜 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑎𝑙𝑡𝑜 𝑛ã𝑜 ℎ𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑜 𝑎𝑟, 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 𝑛ã𝑜 ℎá 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑝𝑢𝑥𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜 𝑎𝑣𝑖ã𝑜 
𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎. 𝐴 ú𝑛𝑖𝑐𝑎 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑜 𝑎𝑣𝑖ã𝑜 é 𝑜 𝑝𝑒𝑠𝑜. 
𝐹𝑅𝑐 = 𝑃 → 𝑚 𝑎𝑐 = 𝑚. 𝑔 → 𝑎𝑐 = 𝑔 
𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑏𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 ℎ𝑜𝑢𝑣𝑒𝑠𝑠𝑒 𝑎 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑎çã𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 𝑓𝑖𝑐𝑎𝑟𝑖𝑎: 𝐹𝑅𝑐 = 𝑃 − 𝐹𝑠𝑢𝑠 𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑓𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑎𝐶 𝑠𝑒𝑟 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟. 
 
02 − 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 − 𝐹𝑅𝑐 = 𝑚
𝑣2
𝑅
= 𝑚.
1502
450
= 𝑚 . 50 = 𝑚. 10 . 5, 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑃 = 𝑚 . 10, 𝑡𝑒𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠: 𝐹𝑅𝑐 = 5𝑃 
 
04 − 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 − 𝐴 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎çã𝑜 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑟𝑎𝑖𝑜 (𝑞𝑢𝑒 𝑛ã𝑜 𝑚𝑢𝑑𝑎) 𝑒 𝑑𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑒 é 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑛𝑜 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑖𝑠 
𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑗𝑒𝑡ó𝑟𝑖𝑎, 𝑎𝑠𝑠𝑖𝑚: 
𝑎𝑐 =
𝑣2
𝑅
=
1502
450
= 50
𝑚
𝑠2
= 5𝑔 
 
 
 
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08 − 𝐹𝑎𝑙𝑠𝑎 − 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑜𝑏𝑟𝑖𝑟 𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑜 𝑎𝑣𝑖ã𝑜 𝑝𝑜𝑑𝑒𝑟á 𝑡𝑒𝑟 𝑛𝑜 𝑡𝑜𝑝𝑜 𝑢𝑠𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎çã𝑜 
𝑑𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎. 
𝐸𝑐 = 𝐸𝑐 + 𝐸𝑝 → 
1
2
𝑚 . 1502 =
1
2
𝑚. 𝑣2 + 𝑚 . 10 . 900 → 𝑣 = 67,08 𝑚/𝑠 = 241,49 𝑘𝑚/ℎ 
 
16 − 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 − 𝐴𝑛𝑎𝑙𝑖𝑠𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜 𝑝𝑖𝑙𝑜𝑡𝑜 𝑒 𝑎𝑠 𝑓𝑜𝑟ç𝑎𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑙𝑒 𝑛𝑜 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 𝑡𝑒𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 
𝑒 𝑜 𝑝𝑒𝑠𝑜. 
𝐶𝑜𝑚𝑜 é 𝑛𝑜 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 𝑎 𝑎𝐶 é 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟, 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎 é 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑜 𝑝𝑒𝑠𝑜. 
𝑁 − 𝑃 = 𝐹𝑅𝑐 → 𝑁 = 𝐹𝑅𝑐 + 𝑃 = 5𝑃 + 𝑃 = 6 . 10 . 70 = 4200 𝑁 
 
32 − 𝐹𝑎𝑙𝑠𝑜 − 𝐴 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑖𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑗𝑒𝑡ó𝑟𝑖𝑎.