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Lista de exercícios (UA 03): Força e Movimento: As Leis de Newton Profª. Dra. Maria Elenice dos Santos (QUESTÃO 01) Na parte final de seu livro “Discursos e Demonstrações concernentes a duas Novas Ciências”, publicado em 1638, Galileu Galilei trata do movimento do projétil da seguinte maneira: “Suponhamos um corpo qualquer, lançado ao longo de um plano horizontal, sem atrito, sabemos que este corpo se moverá indefinidamente ao longo desse mesmo plano, com um movimento uniforme e perpétuo, se tal plano for ilimitado”. O princípio físico com o qual se pode relacionar o trecho destacado é: A) O Princípio da Inércia ou Primeira Lei de Newton; B) O Princípio Fundamental da Dinâmica ou Segunda Lei de Newton; C) O Princípio da ação e Reação ou terceira Lei de Newton; D) A Lei da Gravitação Universal; E) O Princípio da Energia Cinética; Reposta: Letra A. Resolução: A primeira Lei de Newton (Lei da Inércia) diz que: se nenhuma força atua sobre um corpo, sua velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não poderá sofrer uma aceleração. Este é o caso referido na Questão 01. (QUESTÃO 02) O Peso de um corpo é a força com que a Terra o atrai, podendo ser variável, quando a gravidade variar, ou seja, quando não estamos nas proximidades da Terra. A massa de um corpo, por sua vez, é constante, não varia. Existe uma unidade muito utilizada pela indústria, principalmente quando tratamos de força peso, que é o kilograma-força, que por definição é: 1kgf é o peso de um corpo de massa 1 kg submetido à aceleração da gravidade de 9,8 m/s². O peso de um corpo é uma grandeza física: A) Que não varia com o local onde o corpo se encontra; B) Cuja unidade de medida é o quilograma (kg); C) Caracterizado pela quantidade de matéria que o corpo encerra; D) Que mede a intensidade da força de reação de apoio; E) Cuja intensidade é o produto da massa do corpo pela aceleração da gravidade local; Reposta: Letra E. Resolução: Na Dinâmica, a força peso, que é a força com que o centro da Terra atrai os corpos para si, é dada pela seguinte relação: gmp . , sendo g a aceleração da gravidade local. Assim, o peso de um corpo é dado por uma força vetorial, cujo módulo pode ser calculado a partir da referida equação. (QUESTÃO 03) A Terceira Lei de Newton (Princípio da Ação e Reação) diz que para toda força de ação existe uma força de reação, que possui o mesmo módulo e direção, porém em sentido contrário. Segundo a Terceira Lei de Newton, se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B, consequentemente, exercerá uma força de mesma intensidade sobre o corpo A. Essa força de interação resulta nas forças de ação e reação que possuem a mesma direção, porém os sentidos são diferentes. O Princípio da Ação e Reação explica o fato de que: A) Algumas pessoas conseguem tirar a toalha de uma mesa puxando – a rapidamente, de modo que os objetos que estavam sobre a toalha permaneçam em seus lugares sobre a mesa; B) Um corpo, ao ser lançado verticalmente para cima, atinge o ponto mais alto da trajetória e volta ao ponto de lançamento; C) Quando atiramos uma pedra em qualquer direção no espaço, se nenhuma força atuar nela, a pedra seguirá seu movimento sempre com a mesma velocidade e na mesma direção; D) A força de atração do Sol sobre a Terra é igual, em intensidade e direção, à força de atração da terra sobre o Sol; E) Quanto maior a massa de um corpo é mais difícil movimentá – lo, se está parado, e mais difícil pará – lo, se está em movimento; Reposta: Letra D. Resolução: O texto mostrado na Questão 03 já define o Princípio da Ação e Reação, que consiste na ação de um par de forças de mesmo módulo, mesma direção e sentido contrário, agindo em dois corpos diferentes e que interagem entre si. Assim, um exemplo da ação de tal par de forças trata-se da força de atração do Sol sobre a Terra. (QUESTÃO 04) A dinâmica é a parte da Física relacionada à mecânica que estuda os movimentos e as causas que produzem e modificam tais movimentos. A primeira publicação referente à essa teoria foi o “Principia Matemática” de Isaac Newton, na qual ele explicou de forma completa sobre o movimento dos corpos. Tal teoria foi baseada nos estudos realizados por Galileu Galilei e Johannes Kepler. Foi através dessa teoria que Isaac Newton estabeleceu as relações entre a massa do corpo e o seu movimento, conhecidas como as leis de Newton. Considere as frases: 1. Numa luta de boxe, a luva atinge o rosto do oponente e seu rosto provoca dores na mão de quem aplicou o soco. 2. Certa Lei Física justifica o uso do cinto de segurança nos veículos. 3. Há uma proporcionalidade entre a força e a aceleração atuantes em um corpo. Pode – se associá – las com as Leis de Newton: A) Primeira Lei de Newton ou Princípio da Inércia; B) Segunda Lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica; C) Terceira Lei de Newton ou Princípio da Ação e Reação; A combinação correta é: A) A – 1; B – 2; C – 3; B) A – 2; B – 1; C – 3; C) A – 3; B – 2; C – 1; D) A – 1; B – 3; C – 2; E) A – 2; B – 3; C – 1; Reposta: Letra E. Resolução: Das três afirmações apontadas acima, teremos que: a) “Numa luta de boxe, a luva atinge o rosto do oponente e seu rosto provoca dores na mão de quem aplicou o soco” trata-se de um exemplo da Terceira Lei de Newton (Princípio da Ação e Reação). O segundo exemplo: “Certa Lei Física justifica o uso do cinto de segurança nos veículos”, está relacionado à Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia). E, por fim, a terceira afirmação: “Há uma proporcionalidade entre a força e a aceleração atuantes em um corpo”, trata-se de um exemplo do princípio Fundamental da Dinâmica (2ª Lei de Newton). (QUESTÃO 05) A Introdução às Leis de Newton apresenta alguns termos e explicações importantes para entender a teoria elaborada por Isaac Newton. Existem alguns conceitos fundamentais que validam as três leis mais importantes da dinâmica: “Uma partícula está em equilíbrio quando o seu vetor velocidade é constante”, “para que um vetor seja constante, ele deve ter sempre a mesma direção, o mesmo sentido e o mesmo módulo”, “na natureza você vai encontrar um número muito grande de situações nas quais se pode analisar o vetor velocidade, porém em apenas duas o vetor velocidade será constante: quando a partícula estiver em repouso ou em movimento retilíneo uniforme”. Um automóvel sobre uma ladeira retilínea mantendo a velocidade máxima permitida. Analise os diagramas abaixo e indique aquele que mostra a melhor representação da resultante das forças que atuam no automóvel. a) b) c) d) e) http://educacao.globo.com/fisica/assunto/mecanica/introducao-leis-de-newton.html Reposta: Letra A. Resolução: Dizer que um objeto encontra-se a velocidade constante implica dizer que, do ponto de vista da Dinâmica, ou não existem forças atuando sobre o referido corpo, ou, a resultante das forças sobre este corpo será nula. Dessa forma, a figura que exemplifica corretamente o que se propõe seria aquele em que não se verificam a ação de forças sobre o automóvel.
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