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LISTA – LEIS DE NEWTON – 3ª SÉRIE

1. (G1 - cftmg 2017) Uma força horizontal de módulo constante é aplicada

sobre um carrinho de massa que se move inicialmente a uma velocidade

Sabendo-se que a força atua ao longo de um deslocamento retilíneo

a velocidade final do carrinho, após esse percurso, vale, aproximadamente,

a)

b)

c)

d)

2. (Espcex (Aman) 2017) Um cubo de massa está inicialmente em repouso sobre

um plano horizontal sem atrito. Durante aplica-se sobre o cubo uma força constante

horizontal e perpendicular no centro de uma de suas faces, fazendo com que ele sofra

um deslocamento retilíneo de nesse intervalo de tempo, conforme representado no

desenho abaixo.

No final do intervalo de tempo de os módulos do impulso da força e da

quantidade de movimento do cubo são respectivamente:

a) e

b) e

c) e

d) e

e) e

3. (Eear 2017) Um objeto de massa está sob a ação de duas forças e

perpendiculares entre si. Quanto vale, em a aceleração adquirida por

esse objeto?

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a)

b)

c)

d)

4. (Epcar (Afa) 2017) Um bloco escorrega, livre de resistência do ar, sobre um plano

inclinado de conforme a figura (sem escala) a seguir.

No trecho não existe atrito e no trecho o coeficiente de atrito vale

O bloco é abandonado, do repouso em relação ao plano inclinado, no ponto e chega

ao ponto com velocidade nula. A altura do ponto em relação ao ponto é e a

altura do ponto em relação ao ponto é

A razão vale

a)

b)

c)

d)

5. (Pucpr 2017) Um bloco de massa está apoiado sobre uma mesa plana

horizontal e preso a uma corda ideal. A corda passa por uma polia ideal e na sua

extremidade final existe um gancho de massa desprezível, conforme mostra o desenho.

Uma pessoa pendura, suavemente, um bloco de massa no gancho. Os

coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a mesa são, respectivamente,

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e Determine a força de atrito que a mesa exerce sobre o bloco

Adote

a)

b)

c)

d)

e)

6. (Unesp 2017) Na linha de produção de uma fábrica, uma esteira rolante movimenta-

se no sentido indicado na figura 1, e com velocidade constante, transportando caixas de

um setor a outro. Para fazer uma inspeção, um funcionário detém uma das caixas,

mantendo-a parada diante de si por alguns segundos, mas ainda apoiada na esteira que

continua rolando, conforme a figura 2.

No intervalo de tempo em que a esteira continua rolando com velocidade constante e a

caixa é mantida parada em relação ao funcionário (figura 2), a resultante das forças

aplicadas pela esteira sobre a caixa está corretamente representada na alternativa

a)

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b)

c)

d)

e)

7. (G1 - cftmg 2017) Quatro funcionários de uma empresa receberam a tarefa de

guardar caixas pesadas de em prateleiras elevadas de um depósito. Como

nenhum deles conseguiria suspender sozinho pesos tão grandes, cada um resolveu

montar um sistema de roldanas para a tarefa. O dispositivo que exigiu menos força do

operário que o montou, foi

a)

b)

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c)

d)

8. (Uemg 2017)

A figura representa o instante em que um carro de massa passa por uma lombada

existente em uma estrada. Considerando o raio da lombada igual a o módulo da

velocidade do carro igual a e a aceleração da gravidade local a força exercida pela

pista sobre o carro, nesse ponto, pode ser calculada por

a)

b)

c)

d)

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:

Leia a tirinha a seguir e responda à(s) questão(ões).

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9. (Uel 2017) Com base no diálogo entre Jon e Garfield, expresso na tirinha, e nas Leis

de Newton para a gravitação universal, assinale a alternativa correta.

a) Jon quis dizer que Garfield precisa perder massa e não peso, ou seja, Jon tem a

mesma ideia de um comerciante que usa uma balança comum.

b) Jon sabe que, quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente sua massa

com intensidade definida em quilograma-força.

c) Jon percebeu a intenção de Garfield, mas sabe que, devido à constante de gravitação

universal o peso do gato será o mesmo em qualquer planeta.

d) Quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente seu peso aparente, visto

que o ar funciona como um fluido hidrostático.

e) Garfield sabe que, se ele for a um planeta cuja gravidade seja menor, o peso será

menor, pois nesse planeta a massa aferida será menor.

10. (G1 - ifce 2016) Para que uma partícula de massa adquira uma aceleração de

módulo é necessário que atue sobre ela uma força resultante O módulo da força

resultante para uma partícula de massa adquirir uma aceleração de módulo é

a)

b)

c)

d)

e)

11. (Ufpr 2016)

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O sistema representado na figura acima corresponde a um corpo 1, com massa

apoiado sobre uma superfície plana horizontal, e um corpo 2, com massa de o qual

está apoiado em um plano inclinado que faz com a horizontal. O coeficiente de

atrito cinético entre cada um dos corpos e a superfície de apoio é Uma força F de

aplicada sobre o corpo 1, movimenta o sistema, e um sistema que não aparece na

figura faz com que a direção da força F seja mantida constante e igual a em relação

à horizontal. Uma corda inextensível e de massa desprezível une os dois corpos por

meio de uma polia. Considere que a massa e todas as formas de atrito na polia são

desprezíveis. Também considere, para esta questão, a aceleração gravitacional como

sendo de e o igual a Com base nessas informações, assinale a

alternativa que apresenta a tensão na corda que une os dois corpos.

a)

b)

c)

d)

e)

12. (Uefs 2016)

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Dois blocos, e de massas, respectivamente, iguais a e são unidos

por meio de um fio ideal, que passa por uma polia, sem atrito, conforme a figura.

Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local igual a o

coeficiente de atrito cinético entre os blocos e as superfícies de apoio igual a

e é correto afirmar que o módulo da tração

no fio que liga os dois blocos, em é igual a

a)

b)

c)

d)

e)

13. (Fmp 2016) Um helicóptero transporta, preso por uma corda, um pacote de massa

O helicóptero está subindo com aceleração constante vertical e para cima de

Se a aceleração da gravidade no local vale a tração na corda, em

newtons, que sustenta o peso vale

a)

b)

c)

d)

e)

14. (Eear 2016) Um carrinho é puxado em um sistema sem atrito por um fio

inextensível numa região de aceleração gravitacional igual a como mostra a

figura.

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Sabendo que o carrinho tem massa igual a sua aceleração, em será

aproximadamente:

a)

b)

c)

d)

15. (G1 - ifce 2016) Um conjunto de caixas precisa ser deslocado através de um plano

inclinado, conforme mostra a figura abaixo.

Nesta figura, as massas das caixas e são, respectivamente,

e O fio que as une é inextensível e está conectado às caixas e

A polia é ideal e o atrito das caixas é desprezível. Nesta situação, a intensidade da

força que o bloco exerce sobre o bloco é

(Considere a aceleração da gravidade como sendo e também e

a)

b)

c)

d)

e)

16. (G1 - ifce 2016) Uma brincadeira bastante conhecida da população em geral é o

cabo de guerra. Consiste em duas pessoas ou equipes puxarem uma corda em sentidos

opostos visando provocar o deslocamento do time rival e por consequência o

cruzamento de uma linha central que separa os competidores.

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Nota: Considere a corda ideal.

É correto afirmar-se que

a) caso João se consagre vencedor, a força exercida por ele sobre a corda será maior que

a força exercida por Chico.

b) caso João tenha massa maior que a de Chico, levará vantagem, já que o atrito a que

cada competidor está submetido depende do seu peso.

c) sapatos com cravos favorecerão o competidor que usá-los, independente do terreno.

d) o atrito a que João está submetido aponta para a direita.

e) caso a tração ao longo da corda seja a mesma, a competição resultará em empate.

17. (Ucs 2016) Na série Batman & Robin, produzida entre os anos 1966 e 1968, além

da música de abertura que marcou época, havia uma cena muito comum: Batman e

Robin escalando uma parede com uma corda. Para conseguirem andar subindo na

vertical, eles não usavam apenas os braços puxando a corda, mas caminhavam pela

parede contando também com o atrito estático. Suponha que Batman, escalando uma

parede nessas condições, em linha reta e com velocidade constante, tenha mas o

módulo da tração na corda que ele está segurando seja de e esteja direcionada

(para fins de simplificação) totalmente na vertical.

Qual o módulo da força de atrito estática entre seus pés e a parede? Considere a

aceleração da gravidade como

a)

b)

c)

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d)

e)

18. (Pucrj 2016) Uma mola, de constante elástica tem um comprimento

relaxado igual a Ela é, então, presa a um bloco de massa e sustentada

no alto de uma rampa com uma inclinação de com a horizontal, como mostrado na

figura. Não há atrito entre a rampa e o bloco. Nessa situação, qual é o comprimento da

mola, em

Considere:

a)

b)

c)

d)

e)

19. (Enem 2016) Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na

Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287

a.C. a 212 a.C.). O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia

fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que

Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato,

movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo

que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do

navio era de que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de

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e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força paralela à direção do

movimento e de módulo igual a

Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a e que a

superfície da praia é perfeitamente horizontal.

O número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi

a)

b)

c)

d)

e)

20. (Unesp 2016) Uma garota de está brincando em um balanço constituído de

um assento e de uma corda ideal que tem uma de suas extremidades presa nesse assento

e a outra, em um saco de areia de que está apoiado, em repouso, sobre o piso

horizontal. A corda passa por duas roldanas ideais fixas no teto e, enquanto oscila, a

garota percorre uma trajetória circular contida em um plano vertical de modo que, ao

passar pelo ponto A, a corda fica instantaneamente vertical.

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Desprezando a resistência do ar e a massa do assento, considerando e as

informações contidas na figura, a maior velocidade, em com a qual a garota pode

passar pelo ponto A sem que o saco de areia perca contato com o solo é igual a

a)

b)

c)

d)

e)

21. (Eear 2016) O personagem Cebolinha, na tirinha abaixo, vale-se de uma Lei da

Física para executar tal proeza que acaba causando um acidente.

A lei considerada pelo personagem é:

a) 1ª Lei de Newton: Inércia.

b) 2ª Lei de Newton:

c) 3ª Lei de Newton: Ação e Reação.

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d) Lei da Conservação da Energia.

22. (G1 - ifsp 2016) O peso de um corpo depende basicamente da sua massa e da

aceleração da gravidade em um local. A tirinha a seguir mostra que o Garfield está

tentando utilizar seus conhecimentos de Física para enganar o seu amigo.

De acordo com os princípios da Mecânica, se Garfield for para esse planeta:

a) ficará mais magro, pois a massa depende da aceleração da gravidade.

b) ficará com um peso maior.

c) não ficará mais magro, pois sua massa não varia de um local para outro.

d) ficará com o mesmo peso.

e) não sofrerá nenhuma alteração no seu peso e na sua massa.

23. (Espcex (Aman) 2016) Um corpo de massa é abandonado, a partir do

repouso, sobre uma rampa no ponto que está a de altura, e desliza sobre a

rampa até o ponto sem atrito. Ao terminar a rampa ele continua o seu

movimento e percorre de um trecho plano e horizontal com coeficiente de

atrito dinâmico de e, em seguida, percorre uma pista de formato circular de raio

sem atrito, conforme o desenho abaixo. O maior raio que a pista pode ter, para que o

corpo faça todo trajeto, sem perder o contato com ela é de

Dado: intensidade da aceleração da gravidade

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a)

b)

c)

d)

e)

24. (G1 - cftmg 2015) A imagem mostra um garoto sobre um skate em movimento com

velocidade constante que, em seguida, choca-se com um obstáculo e cai.

A queda do garoto justifica-se devido à(ao)

a) princípio da inércia.

b) ação de uma força externa.

c) princípio da ação e reação.

d) força de atrito exercida pelo obstáculo.

25. (Pucrj 2015) Um bloco metálico de massa é lançado com velocidade de

a partir da borda de um trilho horizontal de comprimento e passa a

deslizar sobre esse trilho. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies vale

Cada vez que colide com as bordas, o disco inverte seu movimento, mantendo

instantaneamente o módulo de sua velocidade.

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Quantas vezes o disco cruza totalmente o trilho, antes de parar?

Considere:

a)

b)

c)

d)

e)

26. (G1 - cps 2015) Sacolas imensas são usadas para o transporte de minérios, sucatas e

entulhos. Elas são feitas de plástico reciclável e têm quatro alças, conforme mostra a

figura. São facilmente movimentadas encaixando-se suas quatro alças no gancho de

pequenos guindastes.

Suponha que em uma dessas sacolas sejam colocados de entulho e que todos os

pontos de fixação de cada alça na sacola sofram trações de mesma intensidade, quando

a sacola é erguida.

Nessas condições, a componente vertical da tração a que cada ponto de fixação das

alças é submetida será, em newtons,

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Lembre que o peso de um corpo é calculado pela expressão em que é o

peso do corpo é a massa do corpo e é a aceleração da gravidade, de

valor

a)

b)

c)

d)

e)

27. (Espcex (Aman) 2015) Uma pessoa de massa igual a está dentro de um

elevador sobre uma balança calibrada que indica o peso em newtons, conforme desenho

abaixo. Quando o elevador está acelerado para cima com uma aceleração constante de

intensidade a pessoa observa que a balança indica o valor de

Dado: intensidade da aceleração da gravidade

a)

b)

c)

d)

e)

28. (G1 - cps 2015) Manuel Bandeira dá ritmo e musicalidade ao seu poema Trem de

Ferro, imitando os sons produzidos por um trem.

Café com pão

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Café com pão

Café com pão

Virge Maria que foi isso maquinista?

Agora sim

Café com pão

Agora sim

Voa, fumaça

Corre, cerca

Ai seu foguista

Bota fogo

Na fornalha

Que eu preciso

Muita força

Muita força

Muita força

(trem de ferro, trem de ferro)

Oô...

Foge, bicho

Foge, povo

Passa ponte

Passa poste

Passa pasto

Passa boi

Passa boiada

Passa galho

Da ingazeira

Debruçada

No riacho

Que vontade

De cantar!

(...)

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(http://tinyurl.com/k78cyrf Acesso em: 31.07.2014.)

No poema, o referencial escolhido por Manuel Bandeira, de acordo com a Física

Clássica, não é ideal, pois interpretamos forças (falsas) em alguns objetos que de fato

não a sofrem.

Suponha que a estrada de ferro é retilínea e que a força que move o trem refere-se a uma

força resultante e diferente de zero.

Tendo como referencial o foguista, sentado em sua cadeira na cabine da locomotiva,

deve-se interpretar o trem em ____________________ e o poste citado no verso “passa

poste” em ____________________.

As expressões que completam corretamente a frase anterior, na ordem em que

aparecem, são

a) repouso ... movimento com velocidade variável.

b) repouso ... movimento com velocidade constante.

c) movimento com velocidade variável ... repouso.

d) movimento com velocidade constante ... repouso.

e) movimento com velocidade variável ... movimento com velocidade variável.

29. (Ifsul 2015) O sistema abaixo está em equilíbrio.

A razão entre as intensidades das trações nos fios ideais e vale

a)

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b)

c)

d)

30. (Ifsul 2015) Na figura abaixo, está representado um bloco de sendo

pressionado contra a parede por uma força

O coeficiente de atrito estático entre as superfícies de contato vale e o cinético vale

Considere

A força mínima que pode ser aplicada ao bloco para que esta não deslize na parede é

a)

b)

c)

d)

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Gabarito:

Resposta da questão 1: [B]

Supondo que a referida força seja a resultante, temos, pelo menos, duas soluções.

1ª Solução: Teorema da Energia Cinética.

2ª Solução: Princípio Fundamental e Equação de Torricelli.

Se a força é paralela ao deslocamento, a aceleração escalar ou tangencial tem módulo

constante e o movimento é uniformemente variado (MUV).

Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica:

Como o deslocamento é aplicando a equação de Torricelli:

Resposta da questão 2: [C]

A força atua sobre o corpo por um intervalo de tempo Como tem módulo,

direção e sentido constantes nesse período, pode-se afirmar que o corpo se desloca em

um movimento retilíneo uniformemente variado.

A equação cinemática que descreve esse movimento é:

sendo uma posição genérica, a posição inicial, a velocidade inicial e a

aceleração. Como o corpo parte de repouso, e partindo-se da Segunda Lei de

Newton, tem-se

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Lembrando que, como não há atrito, a força resultante sobre o corpo é a própria força

Por hipótese, durante a ação da força o corpo se deslocou

Logo, conclui-se que, partindo-se da equação (1) e da equação (2):

Substituindo-se os valores conhecidos na equação (3), tem-se:

O módulo do impulso da força sobre o corpo é, por definição:

lembrando que é constante.

O impulso é exatamente igual à variação da quantidade de movimento do corpo.

Sabendo que o corpo encontra-se inicialmente em repouso, a quantidade de movimento

inicial é dado por:

Logo:

Lembrando que

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Resposta da questão 4: [A]

A figura a seguir destaca apenas o trecho

Analisando-a:

A intensidade da força de atrito cinética é:

Como o corpo parte do repouso em e chega em com velocidade nula, a variação

da energia cinética do bloco entre esses pontos é nula. Aplicando o Teorema da Energia

Cinética ao longo do trecho

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Utilizando (I) e (III), vem:

Resposta da questão 5: [D]

De acordo com as forças que atuam nas direções de possíveis movimentos, apresentadas

no diagrama de corpo livre abaixo, e utilizando o Princípio Fundamental da Dinâmica:

Considerações:

- Como o sistema permanece em equilíbrio estático, a aceleração é igual a zero;

- Os módulos das trações nos corpos são iguais e com sinais contrários.

Substituindo o peso do corpo B pelo produto de sua massa pela aceleração da gravidade:

Substituindo os valores, temos, finalmente:

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As componentes da força que a esteira exerce na caixa são a Normal e a de

atrito conforme mostra a figura.


Num mesmo fio, a tração tem a mesma intensidade em todos os pontos. Quando há uma

polia móvel, a intensidade da tração fica dividida por dois. A figura ilustra as situações.

Nota-se que o primeiro dispositivo é o que exige do operário força de menor

intensidade.


Questão envolvendo a dinâmica no movimento circular uniforme, em que a força

resultante no ponto mais alto da lombada é representado na figura abaixo:

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A resultante das forças é a força centrípeta:


Análise das alternativas:

[A] Verdadeira.

[B] Falsa: A balança mede massa em quilogramas. Quilograma-força é uma unidade de

força.

[C] Falsa: É a massa do gato que é a mesma em qualquer planeta.

[D] Falsa: As balanças medem massa.

[E] Falsa: Neste caso o peso seria menor pelo fato da gravidade ser menor, mas não

alteraria a massa do Garfield.

Resposta da questão 10: [E]

Do Princípio Fundamental:


Dados:

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A figura mostra as forças ou componentes de forças relevantes para a resolução da

questão.

Nessa figura:

Aplicando o Princípio Fundamental em cada um dos corpos:

Voltando em


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A figura mostra as forças e as componentes das forças que agem em cada bloco,

considerando que em cada plano inclinado o fio esteja paralelo à superfície.

Calculando as intensidade dessas forças:

Como o bloco A tende a subir e o bloco B tende a descer. As forças de atrito

têm sentido oposto ao da tendência de escorregamento.

Como o corpo A acelera para cima e o corpo B acelera para baixo.

Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica ao sistema, calcula-se o módulo da

aceleração.

No bloco A:

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Observando o diagrama de corpo livre para o sistema de corpos:

Aplicando a segunda lei de Newton sobre o pacote:



Aplicando a segunda lei de Newton para cada e lembrando que a força que o bloco

exerce sobre o bloco é um par ação-reação, logo a força será a força que o bloco

exerce sobre o bloco

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Observação: Estamos em um plano inclinado, então, a força peso será decomposta na

sua componente vertical e horizontal.

Para o bloco temos:

Para o bloco temos:

Para o bloco temos:

vem:

temos:

em

Resposta da questão 16:

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A força de atrito máxima sobre cada um deles:

Como João está em equilíbrio, a intensidade da força de atrito entre seus pés e o solo é

igual à da força que ele aplica na corda (ou que a corda aplica nele). Essa mesma

intensidade é transmitida até a outra extremidade em que está Chico. Sendo essa tração

de maior intensidade que a da força de atrito aplicada em Chico, ele entra em

movimento, perdendo a disputa.



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Logo, o comprimento da mola será:


A vantagem mecânica de um sistema é dada pela razão entre a força resistente e a força

potente.

Na situação apresentada, a força resistente é a intensidade da força de atrito máxima

A força potente, aplicada por Arquimedes, teve intensidade

A vantagem mecânica foi, então:

Somente com a polia fixa, a vantagem mecânica é igual a Para cada polia móvel

acrescentada ao sistema, a vantagem mecânica é multiplicada por A tabela apresenta

a vantagem mecânica em função do número de polias móveis

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Para Arquimedes ter conseguido mover o navio, a vantagem mecânica foi maior que

Assim:

Sabemos que

Então o número mínimo de polias móveis usadas por Arquimedes foi


A maior velocidade é aquela para a qual a força normal que o apoio exerce no saco de

areia é nula, ou seja, a tração na corda tem intensidade igual à do peso.

Dados:


O enunciado diz: vale-se de uma Lei da Física para executar tal proeza, referindo-se à

cena do primeiro quadrinho, na qual Cebolinha puxa a toalha da mesa e os pratos não

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caem. A lei da Física da qual Cebolinha se vale é a da Inércia, ou seja, corpos em

repouso tendem a permanecer em repouso.


Mudando-se para um planeta de menor gravidade, o peso de Garfield será menor, mas

sua massa permanecerá a mesma.


Analisando o movimento durante a descida (do ponto A para o ponto B), temos que:

Analisando o movimento durante o movimento retilíneo no qual existe uma força de

atrito atuando, podemos encontrar a aceleração que atua no corpo.

Assim, usando a equação de Torricelli, podemos encontrar a velocidade do corpo no

ponto C.

Para que um corpo consiga efetuar um loop sem que perca o contato com a pista, este

deve ter uma velocidade mínima no ponto mais alto na trajetória, cujo o módulo deve

ser

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Desta forma, chamando de D o ponto mais alto do loop e sabendo que a altura neste

ponto é igual a 2 vezes o raio da trajetória, temos que:


Quando o skate choca-se com o obstáculo, o garoto, por inércia, continua em

movimento e cai.


Considerando que o movimento acontece na horizontal, a única força que age na direção

do deslocamento é a força de atrito, sendo contrária ao sentido de movimento provocará

uma desaceleração responsável por parar o bloco por completo. Sendo assim a força

resultante é a força de atrito.

Usando o Princípio Fundamental da Dinâmica e a expressão para a Força de atrito:

A aceleração será:

Do MRUV usamos a equação de Torricelli:

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A distância total percorrida será:

Logo, o número de vezes que o disco cruza totalmente o trilho é:

A distância corresponde a dois trilhos inteiros e mais uma fração de 2/3 do trilho

Então,


Como cada alça tem dois pontos de apoio, em cada alça teremos a quarta parte do peso

dividido por dois apoios (4 alças sendo cada uma com dois apoios):

Logo,

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Entendendo que a balança do enunciado seja na verdade um dinamômetro, a leitura

indicada é a intensidade (FN) da força normal que a plataforma do dinamômetro aplica

nos pés da pessoa:


Como o referencial é o foguista, que está em repouso em relação ao trem, então o trem

está em repouso em relação ao foguista. Em relação ao solo, como a resultante das

forças sobre o trem é não nula, ele tem movimento acelerado. O poste está fixo no solo,

logo para o referencial foguista, o poste passa em movimento com velocidade

variável.


Do diagrama abaixo, determinamos a força resultante para cada corpo:

Para o corpo 1:

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Para o corpo 2:

Então,

Logo, a razão será:


De acordo com o diagrama de corpo livre abaixo representado:

Para o equilíbrio estático, temos:

Pela definição da força de atrito:

Então:

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Assim:

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