Lista de Leis de Newton

COLÉGIO PEDRO II UNIDADE ESCOLAR SÃO CRISTÓVÃO III Sexta Lista de Exercícios (Leis de Newton) SÉRIE: 1ª TURMAS: 107, 109 e 110. COORDENADOR: Eduardo Gama PROFESSOR(A): Sandro Fernandes ALUNO(A): 1) Imagine Imagine uma superfície superfície horizonta horizontall ilimitada. ilimitada. Você lança lança horizontalme horizontalmente nte um corpo e ele se move move ao longo dela. O que ocorre normalmente com o corpo? Por quê? Caso a superfície seja cada vez mais lisa e se desprezarmos os efeitos da resistência do ar qual seria a tendência do corpo? 2) Um corpo preso preso à extremidade extremidade de um fio é posto posto a girar pela outra outra extremidad extremidade, e, num plano horizont horizontal. al. O que ocorre com o corpo caso o fio arrebente? 3) Pode existir existir movimen movimento to sem sem que haja força? força? Explique. Explique. 4) Você está está sentado sentado numa poltrona poltrona de um veículo veículo que se se desloca desloca com movimento movimento retilíneo retilíneo uniforme uniforme.. De repente repente você lança verticalmente para cima uma bola. Onde ela deverá cair? Explique. 5) A bola da figura figura é solta solta em A (topo (topo de uma rampa) rampa).. Como se compor comporta ta a velocida velocidade de da bola no trecho trecho inclinado e no trecho horizontal? Por quê?

i nclinação variável. Uma 6) Considere uma rampa inclinada fixa ligada por um trecho horizontal à outra rampa de inclinação bolinha é solta em A (topo da rampa) e percorre o trecho ABC.

C

A

Variável

Fixa B

Considerando todas as superfícies lisas e desprezando a resistência do ar, compare as distâncias percorridas pela bolinha ao subir a rampa da direita. Explique. Caso a inclinação da rampa seja gradativamente diminuída, como fica afetada a distância percorrida pela bolinha ao longo dela? Se a rampa ficar alinhada na horizontal com o trecho horizontal e se considerássemos ilimitada, o que ocorre com a bolinha? Explique. 7) Imagine Imagine uma pedra sendo sendo jogada jogada num local aonde aonde não existe existe gravidade. gravidade. Como será será o movimento movimento da pedra? Explique. 8) Um carro desloca-s desloca-see para a direita com com vetor velocidad velocidadee constante. constante. No seu interior interior existe existe uma esfera esfera suspensa suspensa por uma mola. Quando não submetida a nenhuma força, esta mola tem comprimento L. Nessas condições, a melhor representação da situação descrita é:

The world’s largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







9) Um observa observador dor vê um pêndulo pêndulo preso preso ao teto de um vagão vagão e desloc deslocado ado da vertic vertical al como mostr mostraa a figura figura a seguir.

Sabendo que o vagão se desloca em trajetória retilínea, ele pode estar se movendo de a) A para B, com velocidade constante. b) B para A, com velocidade constante. c) A par paraa B, B, com com sua sua vel veloc ocid idad adee dim dimin inui uind ndo. o. d) B para para A, com com sua sua velo veloci cida dade de aume aumenta ntand ndo. o. e) B para A, com sua velocidade diminuindo. 10) Às vezes, as pessoas pessoas que estão num elevador em movimento movimento sentem uma sensação sensação de desconforto, em geral na região do estômago. Isso se deve à inércia dos nossos órgãos internos localizados nessa região, e pode ocorrer a) quando o elevador sobe ou desce em movimento uniforme. b) apenas quando o elevador sobe em movimento uniforme. c) apenas quando o elevador desce em movimento uniforme. d) quando o elevador sobe ou desce em movimento variado. e) apenas quando o elevador sobe em movimento variado. 11) A análise seqüencial seqüencial da tirinha e, especialmente, especialmente, a do quadro quadro final nos leva imediatamente imediatamente ao (à):

a) Princípio da conservação da Energia Mecânica. b) Propriedade geral da matéria denominada Inércia. c) Princípio da conservação da Quantidade de Movimento. d) Segunda Lei de Newton. e) Princípio da Independência dos Movimentos. 12) Um pára-quedista pára-quedista salta salta de um avião e cai em queda livre até sua velocidade velocidade de queda se tornar constante. constante. Podemos afirmar que a força total atuando sobre o pára-quedista após sua velocidade se tornar constante é: a) vertical e para baixo. b) vertical e para cima. c) nula. d) horizontal e para a direita. e) horizontal e para a esquerda. 13) Um bloco desliza, desliza, com atrito, sobre um hemisfério hemisfério e para baixo. Qual Qual das opções a seguir seguir melhor representa representa todas as forças que atuam sobre o bloco?







15) A velocidade de um carro, ao passar passar por uma avenida de Belo Horizonte, varia com com o tempo, de acordo com o seguinte gráfico. Em um ponto do trecho BC, o diagrama vetorial da velocidade (v), da aceleração (a) e da força resultante (FR) sobre o automóvel está corretamente representado em

16) Um homem está puxando uma caixa sobre uma superfície, superfície, com velocidade velocidade constante, constante, conforme conforme indicado indicado na figura 1. Escolha, dentre as opções a seguir, os vetores que poderiam representar as resultantes das forças que a superfície exerce na caixa e no homem.

17) A brasileira brasileira Maria Esther Esther Bueno foi a primeira primeira tenista a se tornar campeã campeã de duplas nos quatro torneios torneios mais importantes do mundo (o da Austrália, o de Wimbledon, o de Roland Garros e o dos Estados Unidos), numa mesma temporada. (http://www.tennisfame.org/enshrinees/maria_bueno.html) Imagine que a tenista consiga golpear a bolinha com sua raquete de modo a fazê-la passar sobre a rede e atingir a quadra de sua adversária. Considere as seguintes forças: P - força vertical para baixo devido à gravidade Fr - força devido à raquetada Fa- força devido à presença da atmosfera Assinale a opção que melhor representa as forças, dentre as três acima, que atuam sobre a bolinha, após a raquetada.







18) Uma gota de chuva de massa 0,05g chega ao solo com uma velocidade constante. Considerando-se g=10 m/s 2, a força de atrito da gota com o ar é, em newtons, de:

19) Uma caminhonete sobe uma rampa inclinada inclinada com velocidade constante, constante, levando um caixote em sua carroceria, carroceria, conforme ilustrado na figura a seguir. Sabendo-se que P é o peso do caixote, N a força normal do piso da caminhonete sobre o caixote e f(a) a força de atrito entre a superfície inferior do caixote e o piso da caminhonete, o diagrama de corpo livre que melhor representa as forças que atuam sobre o caixote é:

20) Durante Durante uma brincadeir brincadeira, a, Bárbara arremessa arremessa uma bola de vôlei verticalmente verticalmente para cima, como mostrado mostrado na figura. Assinale a alternativa cujo diagrama MELHOR representa a(s) força(s) que atua(m) na bola no ponto MAIS alto de sua trajetória.

21) É comum as embalagens embalagens de mercadorias apresentarem apresentarem a expressão expressão "Peso líquido". O termo líquido sugere que o valor indicado na embalagem corresponde apenas ao seu conteúdo. Em um pote de mel pode-se ler a frase: "Peso líquido 500g". Nesse sentido, analise quanto à coerência com os sistemas de unidades adotados na Física, se as afirmativas a seguir são falsas ou verdadeiras, na medida em que a frase indicada na embalagem: I) está errada, porque o peso é uma força e só pode ser expresso em newtons (N). II) estaria certa, se o peso líquido fosse expresso em gf (grama-força). III) está certa, porque g é o campo gravitacional e P = mg. IV) está errada, porque o peso não pode ser expresso em gramas. Considerando as afirmativas, a combinação correta é: a) I e II verdadeiras / III e IV falsas b) I e III falsas / II e IV verdadeiras c) I e IV falsas / II e III verdadeiras d) I, II e III falsas / IV verdadeira e) I, III e IV verdadeiras / II falsa 22) Apesar Apesar de Giordano Giordano Bruno ter sido levado à fogueira em 1600 por sustentar que o espaço é infinito, Newton Newton (1642-1727) admite essa possibilidade, implicitamente, em algumas de suas leis, cujos enunciados são: I - Na ausência de resultante de forças, um corpo em repouso continua em repouso e um corpo em movimento mantém-se em movimento retilíneo com velocidade constante. II - A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que atuam nele e tem a mesma direção e o mesmo sentido desta resultante.







a) I e III b) I e I V c) II e III d) I I e I V 23) Uma jogadora jogadora de basquete basquete arremessa arremessa uma bola tentando atingir atingir a cesta. cesta. Parte da trajetória trajetória seguida seguida pela bola está representada na figura. Considerando a resistência do ar, assinale a alternativa cujo diagrama MELHOR representa as forças que atuam sobre a bola no ponto P dessa trajetória.

24) Uma balança balança na portaria de um prédio indica que o peso de Chiquinho é de 600 newtons. newtons. A seguir, outra pesagem é feita na mesma balança, no interior de um elevador, que sobe com aceleração de sentido contrário ao da aceleração da gravidade e módulo a=g/10, em que g=10m/s2. Nessa nova situação, o ponteiro da balança aponta para o valor que está indicado corretamente na seguinte figura:

25) 25) Um trem trem está está se desl desloc ocan ando do para para a dire direita ita sobr sobree tril trilho hoss reti retilí líne neos os e hori horizo zont ntai ais, s, com com mo movi vime ment ntoo uniformemente variado em relação à Terra. Uma esfera metálica, que está apoiada no piso horizontal de um dos vagões, é mantida em repouso em relação ao vagão por uma mola colocada entre ela e a parede frontal, como ilustra a figura. A mola encontra-se comprimida.

Suponha desprezível o atrito entre e esfera e o piso do vagão. a) Determine a direção e o sentido da aceleração do trem em relação à Terra. b) Verifique se o trem está se deslocando em relação à Terra com movimento uniformemente acelerado ou retardado, justificando sua resposta.

26) Considere um avião a jato, com massa total de 100 toneladas (1,0x10 5 kg), durante a decolagem numa pista horizontal. Partindo do repouso, o avião necessita de 2000m de pista para atingir a velocidade de 360km/h, a partir da qual ele começa a voar. a) Qual é a força de sustentação, na direção vertical, no momento em que o avião começa a voar?







Uma pessoa segura uma esfera A de 1,0kg que está presa numa corda inextensível C de 200g, a qual, por sua vez, tem presa na outra extremidade uma esfera B de 3,0kg, como se vê na figura adiante. A pessoa solta a esfera A. Enquanto o sistema estiver caindo e desprezando-se a resistência do ar, podemos afirmar que a tensão na corda vale:

a) zero

b) 2 N

c) 10 N

d) 20 N

e) 30 N

28) Considere, na figura a seguir, seguir, dois blocos A e B, B, de massas conhecidas, conhecidas, ambos em repouso: Uma Uma força F=5,0N é aplicada no bloco A, que permanece em repouso. Há atrito entre o bloco A e a mesa, e entre os blocos A e B.

a) O que acontece com o bloco B? b) Reproduza a figura na folha de respostas, indicados as forças horizontais (sentido, módulo e onde estão aplicadas) que atuam sobre os blocos A e B. Durantee as comemo comemoraç rações ões do "TETR "TETRA", A", um torce torcedor dor montou montou um dispos dispositi itivo vo para para soltar soltar um foguet foguete, e, 29) Durant colocando o foguete em uma calha vertical que lhe serviu de guia durante os instantes iniciais da subida. Inicialmente, a massa de combustível correspondia a 60% da massa total do foguete. Porém, a queima do combustível, que não deixou resíduos e provocou uma força vertical constante de 1,8N, fez com que a massa total decrescesse, uniformemente, de acordo com o gráfico a seguir.

Considere que, neste dispositivo, os atritos são desprezíveis e que a aceleração da gravidade vale 10m/s2. Considerando t=0,0s o instante em que o combustível começou a queimar, então, o foguete passou a se mover a partir do instante: a) 0,0s b) 1,0s c) 2,0s d) 4,0s e) 6,0s

30) Os fios são inextensíveis e sem massa, os atritos são desprezíveis e os blocos possuem a mesma massa. Na situação 1, da figura, a aceleração do bloco apoiado vale a 1. Repete-se a experiência, prendendo um terceiro bloco, primeiro, ao bloco apoiado, e, depois, ao bloco pendurado, como mostram as situações 2 e 3 da figura. Os módulos das acelerações dos blocos, em 2 e 3, valem a2 e a3, respectivamente.









Calcule a2/a1 e a3/a1. 31) Sobre uma partícula P agem agem quatro forças, representadas na figura abaixo. O módulo da força resultante sobre a partícula é de:

a) 5N

b) 24N

c) 6N

d) 10N

32) Um corredor de alto desempenho parte do repouso e atinge atinge uma velocidade de 10 m/s em 2,5 s, na fase de aceleração. Suponha que a massa do corredor seja de 70 kg. Calcule o módulo da força horizontal média que o piso da pista de corridas exerce sobre o corredor nesta fase.

33) Uma caixa de peso 316N, colocada sobre uma superfície horizontal, fica na iminência de deslizar quanto é aplicada uma força F, de intensidade 100N e formando ângulo de 20° com a horizontal, como na figura a seguir.

Dados: sen 20° = 0,34

cos 20° = 0,94

A força de reação normal de apoio N e o coeficiente de atrito estático entre o corpo e a superfície valem, respectivamente, a) 21 216N e 0,20 b) 28 282N e 0,33 c) 28 282N e 0,50 d) 31 316N e 0,33 e) 31 316N e 0,50

34) Um operário usa uma empilhadeira de massa total igual a uma tonelada para levantar verticalmente uma caixa de massa igual a meia tonelada, com uma aceleração inicial de 0,5m/s2, que se mantém constante durante um curto intervalo de tempo. Use g=10m/s2 e calcule, neste curto intervalo de tempo:







a) 3m (g + a).

b) 3m (g - a).

c) 2m (g + a).

d) 2m (g - a).

36) Considere um elevador, e ainda, que dentro deste deste elevador esteja uma balança, graduada em newtons, e um um homem, que está sobre a balança. balança. Se o elevador se mover para cima, desacelerado, a indicação da balança balança será maior, menor ou igual quando comparada com a leitura da balança com o elevador em repouso? 37) Considere um elevador, e ainda, que dentro deste deste elevador esteja uma balança, graduada em newtons, e um um homem, que está sobre a balança. balança. Se o elevador se mover para cima, acelerado, a indicação da balança balança será maior, menor ou igual quando comparada com a leitura da balança com o elevador em repouso? 38) Considere um elevador, e ainda, que dentro deste deste elevador esteja uma balança, graduada em newtons, e um um homem, que está sobre a balança. balança. Se o elevador se mover para baixo, com com velocidade constante, a indicação indicação da balança será maior, menor ou igual quando comparada com a leitura da balança com o elevador em repouso? 39) Considere um elevador, e ainda, que dentro deste deste elevador esteja uma balança, graduada em newtons, e um um homem, que está sobre a balança. balança. Se o elevador se mover para cima, com velocidade constante, a indicação indicação da balança será maior, menor ou igual quando comparada com a leitura da balança com o elevador em repouso? 40) Se uma mola obedece a lei de Hooke, Hooke, as deformações elásticas sofridas sofridas são proporcionais às forças aplicadas. aplicadas. Quando aplicamos uma força de 5N sobre uma mola ela se deforma em 4cm. Se a força aplicada fosse de 12N, qual seria a deformação produzida?

41) Um método de medir a resistência oferecida por um fluido é mostrado na figura a seguir:

Uma bolinha de massa m desce verticalmente ao longo de um tubo de vidro graduado totalmente preenchido







A solução pensada pelo gato Garfield para atender à ordem recebida de seu dono está fisicamente correta? Justifique sua resposta.

45) (UFRJ-2005) Quando o cabo de um elevador se quebra, os freios de emergência são acionados contra trilhos

laterais, de modo que esses passam a exercer, sobre o elevador, quatro forças verticais constantes e iguais a f , como indicado na figura. Considere g = 10m/s2. Suponha que, numa situação como essa, a massa total do elevador seja M=600kg e que o módulo de cada força f seja f seja | f f || = 1350N. Calcule o módulo da aceleração com que o elevador desce sob a frenagem dessas forças.

46) (UFRJ-2006) Um bloco de massa

é abaixado e levantado por meio de um fio ideal. Inicialmente, o bloco é abaixado com aceleração constante vertical, para baixo, de módulo a (por hipótese, menor do que o módulo g da aceleração da gravidade), como mostra a figura 1. Em seguida, o bloco é levantado com aceleração constante vertical, para cima, também de módulo a, como mostra a figura 2. Sejam T a tensão do fio na descida e T’ a tensão do fio na subida. Determine a razão T’/T em função de a e g . m

cujo seno é igual a 47) (UFRJ-2006) Um plano está inclinado, em relação à horizontal, de um ângulo θcujo

0,6 (o

ângulo é menor do que 45 ). Um bloco de massa m sobe nesse plano inclinado sob a ação de uma força o







48) (UFRJ- 2007) Um sistema é constituído por um barco de 100 kg, uma pessoa de 58 kg e um pacote de 2,0 kg que ela carrega consigo. O barco é puxado por uma corda de modo que a força resultante sobre o sistema seja constante, horizontal e de módulo 240 newtons.

Supondo que não haja movimento relativo entre as partes do sistema, calcule o módulo da força horizontal que a pessoa exerce sobre o pacote. (UFRJJ-20 2008 08)) Uma Uma forç forçaa hori horizo zont ntal al de 49) (UFR

módu mó dulo lo puxa um bloco sobre uma mesa horizontal com uma aceleração de módulo a, como indica a figura 1. Sabe-se que, se o módulo da força for duplicado, a aceleração terá módulo 3 a , como indica a figura 2. Suponha Suponha que, em ambos os casos, a única outra força horizontal que age sobre o bloco seja a força de atrito - de módulo invariável f - que a mesa exerce sobre ele. Calcule a razão f / F entre o módulo f da força de atrito e o módulo F da força horizontal que puxa o bloco.

F

50) (UFRJ-2008) Uma mola de constante elástica k e comprimento natural L está presa, por uma de suas extremidades, ao teto de um elevador e, pela outra extremidade, a um balde vazio de massa M que pende na vertical. Suponha que a mola seja ideal, isto é, que tenha massa desprezível e satisfaça à lei de Hooke. a) Calcule a elongação x0 da mola supondo que tanto o elevador quanto o balde estejam figura 1 , em repouso, situação ilustrada na figura , em função de M , k e do módulo g da aceleração da gravidade. b) Considere, agora, uma situação na qual o elevador se mova com aceleração constante para cima e o balde esteja em repouso relativamente ao elevador. Verifica-se que a elongação da mola é maior do que a anterior por um valor d , como ilustra a figura 2. Calcule o módulo da aceleração do balde em termos de k , M e d .







51) (UFRJ-1997) A figura mostra um helicóptero que se move verticalmente em relação à Terra, transportando uma carga de 100 kg por meio de um cabo de aço. O cabo pode ser considerado inextensível e de massa desprezível quando comparada à da carga. Considere g = 10 m/s 2. Suponha que, num determinado instante, a tensão no cabo de aço seja igual a 1200 N. a) Determine, neste instante, o sentido do vetor aceleração da carga e calcule o seu módulo. b) É possível saber se, nesse instante, o helicóptero está subindo ou descendo? Justifique a sua resposta.

52) (UFRJ-1997) Uma pessoa idosa,de idosa,de 68 kg, ao se pesar, o faz apoiada em sua sua bengala como mostra a figura. Com a pessoa em repouso a leitura da balança é de 650 N. Considere g = 10 m/s 2. a) Supondo que a força exercida pela bengala sobre a pessoa seja vertical, calcule o seu módulo e determine o seu sentido. b) Calcule o módulo da força que a balança exerce sobre a pessoa e determine a sua direção e o seu sentido.

53) (UFRJ-1998) O desenho representa uma saladeira com a forma de um hemisfério; em seu interior há um morango em repouso na posição indicada. a) Determine a direção e o sentido da força exercida pela saladeira sobre sobre o morango morango e calcule seu módulo em função do módulo do peso do morango. b) Informe em que corpos estão atuando as reações à força e ao peso .









Exercícios de Aprofundamento: QUESTÃO 1 (IME-RJ) O bloco da figura abaixo está sustentado à parede pela massa pendular, estando prestes a cair.

Sendo o coeficiente de atrito estático entre todas as superfícies em contato e sabendo-se que a massa pendular é igual à do bloco, pede-se calcular o ângulo . QUESTÃO 2 (IME-RJ) Um caminhão move-se numa estrada plana e horizontal. Fixo ao caminhão existe um plano inclinado de ângulo conforme a figura abaixo.

,

Coloca-se sobre o plano um corpo que apresenta coeficiente de atrito estático = 0,6 com ele. Calcular qual poderá ser a maior aceleração em que o caminhão pode se mover, sem que o corpo movimente-se em relação ao plano inclinado. θ = 0,17 e cos θ = 0,98 Dados:







Determine: a) o maior valor da aceleração com a qual qual o carro pode ser ser movimentado, sem que o corpo comece a subir a rampa;

b) a intensidade F da força horizontal correspondente. Dados: P = 100N; Q = 500N;

= 0,5; g = 10 m/s2 e cos

= 0,8.

QUESTÃO 5 (ESCOLA NAVAL-RJ) Na configuração abaixo, o coeficiente de atrito entre os blocos A e B é horizontal é 2. Sendo PA = 20 N, PB = 80 N e PC = 60 N, e sabendo-se sabendo-se que o está na iminência de deslizamento, determine o valor do coeficiente de atrito 2.

1

= 0,1 e entre o bloco B e a superfície sistema

QUESTÃO 6 Um fio ideal tem uma de suas extremidades presa ao teto de um vagão que se move sobre trilhos retos e horizontais, com aceleração constante . Na outra extremidade do fio está presa presa uma partícula partícula de massa massa m = 5,0 kg. O fio permanece em repouso em relação ao vagão, formando com a vertical um ângulo , tal que sen =







a) Calcule os módulos de e da tração no fio; b) Sabendo que a massa do vagão, juntamente com a mesa é m = 68 kg, determine a intensidade de . QUESTÃO 8 Os blocos A, B e C, representados na figura, têm massas respectivamente iguais a 8,0 kg, 6,0 kg e 26 kg. O fio e a polia são ideais, não há atrito e a aceleração da gravidade tem módulo 10 m/s 2. Uma força horizontal é aplicada sobre C, de modo que o sistema todo se move em relação ao solo, mas os blocos A e B permanecem em repouso em relação a C.

Calcule os módulos: a) da acelera aceleração ção do sistem sistemaa em relação relação ao ao solo; solo;

b) da força ; c) da força exercida por C por C sobre B. QUESTÃO 9 Um prisma triangular de massa M = 7,0 kg está apoiado sobre uma superfície horizontal, numa região em que g = 10 m/s2. Um das faces do prisma forma o ângulo com a superfície horizontal, como mostra a figura. Sobre a face inclinada do prisma, apóia-se um bloco de massa m = 3,0 kg. Aplica-se ao prisma uma força horizontal , de modo que o conjunto se move, com o bloco permanecendo em repouso em relação ao prisma. Desprezando os atritos, determine:







Lista de Leis de Newton

Recommend Documents