Física p-2

Introdução ao estudo da Dinâmica: Fundamentos Teóricos

01) Analise as situações abaixo:a) Você já teve a sensação de estar em repouso, mesmo com o carro em movimento? Quando você está dentro de um veículo que esteja com velocidade vetorial constante e isolado do mundo exterior, você não consegue detectar que está em movimento (movimento retilíneo uniforme). Por que você tem esta sensação?

R:Porque o veículo apresenta aceleração nula, ou seja, a resultante das forças (Fr) que atuam sobre o veículo é nula Você terá a sensação de movimento se conseguir visualizar algum objeto fora do veículo. b) Quando o veículo é acelerado (movimento retilíneo uniformemente variado), você tem a sensação de movimento mesmo estando isolado do mundo exterior. Por que isto ocorre?R: Você tem esta sensação porque o veículo apresenta aceleração, ou seja, a resultante das forças que atua sobre o veículo não é nula . No movimento uniformemente variado, a força altera o módulo do vetor velocidade. c) As unidades fundamentais envolvidas nos exercícios que envolvem o princípio fundamental da dinâmica (PFD) no S.I. nos permite identificar que 1 Newton significa que um corpo de 1 Kg de massa está sob o efeito da aceleração de 1 m/s², ou seja: 1 N= 1 kg.m/s²

Exemplo: Quando uma força de 5 N é aplicada a um corpo de massa 1 kg, significa que o corpo adquire uma aceleração de 5 m / s². F=m.a (PFD), substituindo na equação, vem5N=1Kg. a, isolando a aceleração:a=5N/1KgR: a= 5m/s²d) "Um burro estava puxando uma carroça e de repente parou e falou ao carroceiro:- Não vou mais puxar a carroça; de acordo com a 3a Lei de Newton, quando exerço uma força sobre a carroça, esta vai exercer uma força sobre mim de mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto, anulando a primeira.-Você é burro mesmo! respondeu o carroceiro.-Por quê? perguntou o burro.

R: Porque as forças de ação e reação (3ª lei de Newton) atuam sobre corpos diferentes e consequentemente não se anulam"

02) Um corpo de massa 5 Kg, inicialmente em repouso, sofre a ação de uma força constante de 30N. Qual a velocidade do corpo (em m/s) depois de 5 s?

03) Explique a função do cinto de segurança de um carro, utilizando o conceito de inércia.

04) Um foguete está com os motores ligados e movimenta-se no espaço, longe de qualquer planeta. Em certo momento, os motores são desligados. O que irá ocorrer? Por qual lei da física isso se explica?

05) Um veículo de 5 kg descreve uma trajetória retilínea que obedece à seguinte equação horária: S = 3t² + 2t + 1 onde S é medido em metros e t, em segundos. O módulo da força resultante sobre o veículo vale:

06) Calcule a massa de um corpo cuja força de 10 N atua sobre ele. Sabe-se que foi aplicada uma aceleração de 0,5 m/s².

07) Calcule a aceleração adquirida por um bloco de pedra sabendo que sua massa é de 250 Kg e foi aplicada uma força de 2m/s².

08) Qual é a força aplicada a um corpo de 40 Kg de massa, quando aplicamos uma aceleração de 8 m/s²?

10) Represente as duas forças aplicadas a um corpo de 10Kg , sabendo que uma das forças (F1) vale 20N e a outra (F2) 45N. As duas forças tem o mesmo sentido e mesma direção.

11) Duas forças concorrentes atuam num corpo. uma delas vale 8N e a outra vale 6N. Calcule a intensidade de força resultante. Represente a força resulatante.

12) Represente e Calcule a intensidade da força resultante que atua num corpo de 4Kg de massa sabendo que ele está sujeito a uma aceleração de 5m/s². As forças que atuam neste corpo valem F1=30N e F2=45N. Ambas tem mesma direção e sentidos opostos.

Fonte: http://educar.sc.usp.br/fisica/dinateo.html

A Dinâmica é a parte da mecânica que se dedica ao estudo dos movimentos levando em conta as suas causas: as forças.

Em Física, Força designa um agente capaz de modificar o estado de repouso ou de movimento de um determinado corpo. Porém, falar de força parece ser muito abstrato, mas basta pensar em todas as tarefas diárias que realizamos para que possamos perceber que força é algo que está presente em nosso dia-a-dia. Por exemplo: quando empurramos ou puxamos um objeto dizemos que estamos fazendo força sobre ele. Existem vários tipos de força: força elétrica, força magnética, força gravitacional, força de atrito, força peso, força normal e outras.

Características de uma força

Força é uma grandeza vetorial e, como tal, possui características peculiares de uma grandeza vetorial. São as características:

Módulo é a intensidade da força aplicada;

Direção é reta ao longo da qual ela atua;

Sentido é dizer para que lado da reta em questão o esforço foi feito: esquerda, direita, norte, sul, leste, oeste.

A 1ª Lei de Newton - lei da inércia

Existe na natureza uma tendência de não se alterar o estado de movimento de uma partícula, isto é, uma partícula em repouso tende naturalmente a permanecer em repouso e uma partícula com velocidade constante tende a manter a sua velocidade constante. Essa tendência natural de tudo permanecer como está é conhecida como inércia. No caso da Mecânica, essa observação a respeito do comportamento da natureza levou Newton a enunciar a sua famosa Lei da Inércia, que diz:

"Qualquer corpo em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso) tende a manter-se em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso)."

O exemplo mais simples, do ponto de vista da observação da inércia dos corpos, é aquele dos passageiros num ônibus. Quando o veículo é brecado, os passageiros tendem a manter-se no seu estado de movimento. (veja no final da página 1ª Lei de Newton)

A 2ª lei de Newton - Lei ou Princípio Fundamental da Dinâmica (P.F.D.)

A segunda lei de Newton é a lei fundamental da Mecânica. A partir dela e através de métodos matemáticos, podemos fazer previsões (velocidade e posição, por exemplo) sobre o movimento dos corpos.Qualquer alteração da velocidade de uma partícula é atribuída, sempre, a um agente denominado força. Basicamente, o que produz mudanças na velocidade são forças que agem sobre a partícula. Como a variação de velocidade indica a existência de aceleração, é de se esperar que haja uma relação entre a força e a aceleração. De fato, Sir Isaac Newton percebeu que existe uma relação muito simples entre força e aceleração, isto é, a força é sempre diretamente proporcional à aceleração que ela provoca;

É expressa pela fómula: F=m.a onde: "m" é a massa de um corpo expressa em Kg e "a" é a aceleração expressa em m/s²

Unidades de Medida de Força

As unidades de medida de força comumente utilizadas são o quilograma-força (kgf) e o newton (N). No S.I., a unidade de medida de força é o Newton (N),

Para o caso de uma força, uma unidade muito utilizada na prática diária é 1 quilograma-força, que se representa por 1 kgf. Um quilograma-força é a força com que a Terra atrai o quilograma padrão (isto é, o seu peso) ao nível do mar e a 45° de latitude. O quilograma-força não é uma unidade força do SI (Sistema Internacional de Unidades).

A 3ª lei de Newton - Ação e Reação

As forças resultam da interação de um corpo com outro corpo. É de se esperar, portanto, que, se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B (chamada de ação), A também experimenta uma força (chamada de reação) que resulta da interação com B.Newton percebeu não só que isso acontece sempre mas, indo mais longe, especificou as

principais características das forças que resultam da interação entre dois corpos. Essa questão foi objeto da sua terceira lei, cujo enunciado é:

"Para toda força que surgir num corpo como resultado da interação com um segundo corpo, deve surgir nesse segundo uma outra força, chamada de reação, cuja intensidade e direção são as mesmas da primeira mas cujo sentido é o oposto da primeira."

Fonte: http://efisica.if.usp.br/mecanica/universitario/dinamica/leis_Newton/

http://www.brasilescola.com/fisica/forca.htm

Exemplos de pares de força de ação e reação

As forças de ação e reação são responsáveis pela aceleração em situações práticas, como, por exemplo, numa caminhada, na propulsão de foguetes, etc.

  A força que impulsiona um avião é a reação à força do jato de ar expelido pela turbina

Vamos imaginar um jogador de tênis rebatendo uma bola. Está claro que, ao fazer a bola mudar de velocidade no instante do impacto, a raquete está exercendo uma força sobre ela. Mas a bola também exerce uma força sobre a raquete? A resposta é sim. Essa força possui a mesma intensidade da força que a raquete exerce sobre a bola.

De acordo com Isaac Newton, para cada ação (força) há uma reação (força) igual e contrária. Esse enunciado corresponde à Terceira lei de Newton, conhecida como Lei da Ação e Reação.

Situações de ação e reação são muito comuns em nosso cotidiano, ocorrem sempre que temos forças em ação e, portanto, em reação. Por exemplo, ao empurrarmos um carro, exercemos uma força sobre o carro e este exerce uma força sobre nós.

Vejamos, então, alguns exemplos de pares de força de ação-reação.

Note que a Terceira Lei de Newton se aplica a qualquer situação. Nesses exemplos só estaremos mostrando os pares de força de ação e reação. Não mostraremos outras forças que atuam sobre os objetos.

1 – Pedra na areia – a pedra exerce uma força sobre o chão, comprimindo-o, e este exerce uma força igual e contrária sobre a pedra, impedindo que ela seja acelerada para o centro da Terra.

2 – Pessoa caminhando – quando caminhamos, fazemos uma força sobre o solo que, por sua vez, faz uma força sobre nosso corpo, impulsionando-o para a frente e contrabalanceando a força peso.

3 – Vaso pendurado no teto – o vaso faz uma força sobre o gancho preso no teto, igual à sua força peso. O gancho, por sua vez, faz uma força igual sobre a corrente do vaso, sustentando-o.

EXERCÍCIO PROPOSTO

Questão 1

Um corpo de massa 4,0 kg encontra-se inicialmente em repouso e é submetido a ação de uma força cuja intensidade é igual a 60 N. Calcule o valor da aceleração adquirida pelo corpo.

Questão 2

Uma pessoa que na Terra possui massa igual a 80kg, qual seu peso na superfície da Terra? E na superfície da Lua? (Considere a aceleração gravitacional da Terra 9,8m/s² e na Lua 1,6m/s²).

Questão 3 (UF-MT) A ordem de grandeza de uma força de 1000N é comparável ao peso de:

a) um lutador de boxe peso pesado.b) um tanque de guerra.c) um navio quebra-gelod) uma bola de futebole) uma bolinha de pingue-pongue 

Questão 4 (FAAP-SP)

Um carro com massa 1000 kg partindo do repouso, atinge 30m/s em 10s. Supõem-se que o movimento seja uniformemente variado. Calcule a intensidade da força resultante exercida sobre o carro. 

Resposta Questão 1

F = m.a60 = 4.a60 ÷ 4 = aa = 15 m/s²

Resposta Questão 2

Calculemos a força peso.Onde:P = pesom = massag = gravidade 

OBS: A massa característica do corpo será a mesma em qualquer lugar.

Calculando o peso da pessoa na TerraP (Terra) = m.g (Terra)P (Terra) = 80 . 9,8P (Terra) = 784 N

Calculando o peso da pessoa na LuaP (Lua) = m.g (Lua)P (Lua) = 80 . 1,6P (Lua) = 128 N

Resposta Questão 3

Adotando uma gravidade de 10 m/s², para P = 1000N, temos:P = m.g1000 = m.101000÷10 = mm = 100 kg

Alternativa AResposta Questão 4

Primeiro existe a necessidade de se calcular a aceleração, e faremos isto usando a função horária da velocidade, pois se trata de um movimento uniformemente variado.

v = v◦+ a.t30 = 0 + a .10 (isolando a variável aceleração)30 = 10.a30 ÷ 10 = aa = 3m/s²

Agora sim, podemos calcular a força.F = m.aF = 1 000 X 3F = 3 000 N

 

DINÂMICA: LEIS DE NEWTON

Lista de Exercícios Sobre a Dinâmica - Aprofundamento

1. (Vunesp-SP) Assinale a alternativa que apresenta o enunciado da Lei de Inércia, também conhecida como Primeira Lei de de Newton.a ) Qualquer planeta gira em torno do Sol descrevendo uma órbita elíptica, da qual o Sol ocupa um dos focos.b) Dois corpos quaisquer se atraem com uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.c) Quando um corpo exerce uma força sobre outro, este reage sobre o primeiro com uma força de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário.d) A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que nele atuam, e tem mesma direção e sentido dessa resultante.e) Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que sobre ele estejam agindo forças com resultante não nulas.

2. (Vunesp-SP) As estatísticas indicam que o uso do cinto de segurança deve ser

obrigatório para prevenir lesões mais graves em motoristas e passageiros no caso de acidentes. Fisicamente, a função do cinto está relacionada com a:a) Primeira Lei de Newton. b) Lei de Snell. c) Lei de Ampère. d) Lei de Ohm.e) Primeira Lei de Kepler.

3. (UFMG) Um corpo de massa m está sujeito à ação de uma força F que o desloca segundo um eixo vertical em sentido contrário ao da gravidade.Se esse corpo se move com velocidade constante é porque:a) A força F é maior do que a da gravidade.b) A força resultante sobre o corpo é nula.c) A força F é menor do que a da gravidade.d) A diferença entre os módulos das duas forças é diferente de zero.e) A afirmação da questão está errada, pois qualquer que seja F o corpo estará acelerado porque sempre existe a aceleração da gravidade.

4. (UFMG) A Terra atrai um pacote de arroz com uma força de 49 N. Pode-se então afirmar que o pacote de arroz:a) atrai a Terra com uma força de 49 N.b) atrai a Terra com uma força menor do que 49 N.c) não exerce força nenhuma sobre a Terra.d) repele a Terra com uma força de 49 N.e) repele a Terra com uma força menor do que 49 N.

5-(Univali-SC) Uma única força atua sobre uma partícula em movimento. A partir do instante em que cessar a atuação da força, o movimento da partícula será:a) retilíneo uniformemente acelerado.b) circular uniforme.c) retilíneo uniforme.d) retilíneo uniformemente retardado.e) nulo. A partícula pára.

6- (UEPA) 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 esse corpo se moverá indefinidamente ao longo desse plano, com um movimento uniforme e perpétuo, se tal plano for limitado."O princípio físico com o qual se pode relacionar o trecho destacado acima é:a) o princípio da inércia ou primeira lei de Newton.b) o prinicípio 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

7-(PUC-MG) Abaixo, apresentamos três situações do seu dia-a-dia que devem ser associados com as três leis de Newton.

1. Ao pisar no acelerador do seu carro, o velocímetro pode indicar variações de velocidade.2. João machucou o pé ao chutar uma pedra.3. Ao fazer uma curva ou frear, os passageiros de um ônibus que viajam em pé devem

se segurar.

A) Primeira Lei, ou Lei da Inércia.B) segunda Lei ( F = m . a )C) Terceira Lei de Newton, ou Lei da Ação e Reação.A opção que apresenta a sequência de associação correta é:a) A1, B2, C3b) A2, B1, C3c) A2, B3, C1d) A3, B1, C2e) A3, B2, C1

8 -(CESCEA-SP) Um cavalo puxa uma carroça em movimento. Qual das forças enumeradas a seguir é responsável pelo movimento do cavalo? a) A força de atrito entre a carroça e o solo.b) A força que o cavalo exerce sobre a carroça.c) A força que o solo exerce sobre o cavalo.d) A força que o cavalo exerce sobre o solo.e) A força que a carroça exerce sobre o cavalo.

9. (UnB-DF) Uma nave espacial é capaz de fazer todo o percurso da viagem, após o lançamento, com os foguetes desligados (exceto para pequenas correções de curso); desloca-se à custa apenas do impulso inicial da largada da atmosfera. Esse fato ilustra a:a) Terceira Lei de Kepler.b) Segunda Lei de Newton.c) Primeira Lei de Newton.d) Lei de conservação do momento angular.e) Terceira Lei de Newton.

10-(Unisinos-RS) Em um trecho de uma estrada retilínea e horizontal, o velocímetro de um carro indica um valor constante. Nesta situação:I - a força resultante sobre o carro tem o mesmo sentido que o da velocidade.II - a soma vetorial das forças que atuam sobre o carro é nula.III - a aceleração do carro é nula.a) somente I é correta.b) somente II é correta.c) apenas I e II são corretas.d) apenas I e III são corretas.e) I, II e III são corretas

11-(FATEC-SP) Dadas as afirmações:I - Um corpo pode permanecer em repouso quando solicitado por forças externa.II - As forças de ação e reação têm resultante nula, provocando sempre o equilíbrio do corpo em que atuam.III - A força resultante aplicada sobre um corpo, pela Segunda Lei de Newton, é o produto de sua massa pela aceleração que o corpo possui.Podemos afirmar que é(são) correta(s):a) I e IIb) I e IIIc) II e IIId) Ie) todas.

13. (Unitau-SP) Uma pedra gira em torno de um apoio fixo, presa por uma corda. Em um dado momento, corta-se a corda, ou seja, cessam de agir forças sobre a pedra. Pela Lei da Inércia, conclui-se que:a) a pedra se mantém em movimento circular.b) a pedra sai em linha reta, segundo a direção perpendicular à corda no instante do corte.c) a pedra sai em linha reta, segundo a direção da corda no instante do corte.d) a pedra pára.e) a pedra não tem massa.

14-(UFMG) Todas as alternativas contêm um par de forças ação e reação, exceto:a) A força com que a Terra atrai um tijolo e a força com que o tijolo atrai a Terra.b) A força com que uma pessoa, andando, empurra o chão para trás e a força com que o chão empurra a pessoa para a frente.c) A força com que um avião empurra o ar para trás e a força com que o ar empurra o avião para a frente.d) A força com que um cavalo puxa uma carroça e a força com que a carroça puxa o cavalo.e) O peso de um corpo colocado sobre uma mesa horizontal e a força normal da mesa sobre ele.

15-(Unisinos-RS) Os membros do LAFI (Laboratório de Física e Instrumentação da UNISINOS) se dedicam a desenvolver experiências de Física, utilizando matéria-prima de baixo custo. Uma das experiências ali realizadas consistia em prender, a um carrinho de brinquedo, um balão de borracha cheio de ar. A ejeção do ar do balão promove a movimentação do carrinho, pois as paredes do balão exercem uma força sobre o ar, empurrando-o para fora e o ar exerce, sobre as paredes do balão, uma força _____________ que faz com que o carrinho se mova ___________ do jato de ar. As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por:a) de mesmo módulo e direção; em sentido oposto ao.b) de mesmo módulo e sentido; em direção oposta ao.c) de mesma direção e sentido; perpendicularmente ao sentido.d) de mesmo módulo e direção; perpendicularmente ao sentido.e) de maior módulo e mesma direção; em sentido oposto ao

16-Um livro está em repouso sobre uma mesa. A força de reação ao peso do livro é:a) a força normal.b) a força que a terra exerce sobre o livro.c) a força que o livro exerce sobre a terra.d) a força que a mesa exerce sobre o livro.e) a força que o livro exerce sobre a mesa.

17-Os choques de balões ou pássaros com os pára-brisas dos aviões em processo de aterrissagem ou decolagem podem produzir avarias e até desastres indesejáveis em virtude da alta velocidade envolvida. Considere as afirmações abaixo:I. A força sobre o pássaro tem a mesma intensidade da força sobre o pára-brisa.II. A aceleração resultante no pássaro é maior do que a aceleração resultante no avião.III. A força sobre o pássaro é

muito maior que a força sobre o avião.Pode-se afirmar que:a) apenas l e III são correias. b) apenas II e III são corretas. c) apenas III é correta.d) l, II e III são corretas. e) apenas l e II estão corretas.

18-(UFAL 96) Um corpo de massa 250 g parte do repouso e adquire a velocidade de 20 m/s após percorrer 20 m em movimento retilíneo uniformemente variado. A intensidade da força resultante que age no corpo, em Newton, valea) 2,5 b) 5,0 c) 10,0 d) 20,0 e) 25,0

19-Um corpo de massa M = 4 kg está apoiado sobre uma superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o corpo e o plano é de 0,30, e o coeficiente de atrito dinâmico é 0,20. Se empurrarmos o corpo com uma força F horizontal de intensidadeF = 16 N, podemos afirmar que: (g = 10 m/s2)A ) a aceleração do corpo é 0,5 m/s2. b) a força de atrito vale 20 N.c) a aceleração do corpo será 2 m/s2. d) o corpo fica em repouso.e) N.R.A.

20-(UEL-PR) Um bloco de madeira pesa 2,00 x 103 N. Para deslocá-lo sobre uma mesa horizontal com velocidade constante, é necessário aplicar uma força horizontal de intensidade 1,0 x 102 N. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa vale:a) 5,0 x 10-2. b) 1,0 x 10-1. c) 2,0 x 10-1.d) 2,5 x 10-1. e) 5,0 x 10-1.

21-(Cescea-SP) Um corpo desliza sobre um plano horizontal, solicitado por uma força de intensidade 100 N. Um observador determina o módulo da aceleração do corpo: a = 1,0 m/s2. Sabendo-se que o coeficiente atrito dinâmico entre o bloco e o plano de apoio é 0,10, podemos dizer que a massa do corpo é: (g = 10 m/s2)a) 10 kg. b) 50 kg. c) 100 kg. d) 150 kg. e) 200 kg.

27- (UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10 m/s2. Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s2, concluímos que a força de atração no barbante tem intensidade igual a:a) 40N b) 50N c) 60N d) 70N e) 90N

28-(UFV) Uma corda de massa desprezível pode suportar uma força tensora máxima de 200N sem se romper.Um garoto puxa, por meio desta corda esticada horizontalmente, uma caixa de 500N de peso ao longo de pisohorizontal. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o piso é 0,20 e, além disso, considerandoa aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, determine:a) a massa da caixa;b) a intensidade da força de atrito cinético entre a caixa e o piso;c) a máxima aceleração que se pode imprimir à caixa.

32-UFSE Um caixote de massa 50 kg é empurrado horizontalmente sobre um assoalhohorizontal, por meio de uma força de intensidade 150 N.Nessas condições, a aceleração do caixote é, em m/s2,Dados: g = 10m/s2Coeficiente de atrito cinético μ= 0,20

a) 0,50 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 e) 3,0

35-U. Católica de Salvador-BA Um bloco de massa igual a 5 kg, é puxado por uma força,constante e horizontal, de 25 N sobre uma superfície plana horizontal, com aceleraçãoconstante de 3m/s2.A força de atrito, em N, existente entre a superfície e o bloco é igual a: a) 6 b) 10 c) 12 d) 15 e) 20

42-- Um carro de massa 1,0 x 103 kg percorre um trecho de estrada em lombada, com velocidade constante de 20 m/s. Adote g = 10 m/s2 e raio de curvatura da pista na lombada 80 m. A intensidade da força que a pista exerce no carro quando este passa pelo ponto mais alto da lombada é dea) 1,0 x 103 N b) 2,0 x 103 N c) 5,0 x 103 N d) 8,0 x 103 N e) 1,0 x 104 N

43-Um carro de massa 800 kg realiza uma curva de raio 200 m numa pista plana horizontal. Adotando g = 10 m/s2, o coeficiente mínimo de atrito entre os pneus e a pista para uma velocidade de 72 km/h éa) 0,80 b) 0,60 c) 0,40 d) 0,20 e) 0,10

44-(PUC-MG) Uma pedra de peso P gira em um plano vertical presa à extremidade de um barbante de tal maneira que este é mantido sempre esticado. Sendo Fc a resultante centrípeta na pedra e T, a tração exercida sobre ela pelo barbante e considerando desprezível o atrito com o ar, seria adequado afirmar que, no ponto mais alto da trajetória, atua(m) na pedra:a) as três forças P, T e Fc. b) apenas a força P. c) apenas as duas forças Fc e P.d) apenas as duas forças Fc e T. e) apenas as duas forças P e T.

45-(Fatec-SP) Uma esfera de 2,0 kg de massa oscila num plano vertical, suspensa por um fio leve e inextensível de 1,0 m de comprimento. Ao passar pela parte mais baixa da trajetória, sua velocidade é de 2,0 m/s. Sendo g = 10 m/s2, a atração no fio quando a esfera passa pela posição inferior é, em newtons:a) 2. b) 8. c) 12. d) 20. e) 28. GABARITO:1e- 2a- 3b -4a -5c -6a -7d -8c -9c -10e -11b –13b -14e -15a -16c- 17e -18a -19c -20a -21b- 27e- 28) a) 50kg b) 100N c) 2,0 m/s² - 32b -35b 42c -43d- 44e -45e

Fonte: www.educacional.com.br/.../lista_de_exercicios_dinamica_1ano_terceiro_bimestre.doc -Category: Avaliação; Dinâmica; Leis de Newton; 1 comentários

SEGUNDA LEI DE NEWTON – EXERCÍCIOS – PRIMEIRA PARTE

01.Um corpo de massa 3 kg é submetido á uma força resultante de intensidade 12 N. Qual a aceleração que a mesma adquire?

02.Se um corpo de massa 2 kg se encontra com uma aceleração de 3 m/s2, qual a intensidade da resultante que atua sobre o mesmo?

03.Aplicando uma força de intensidade 30 N sobre um corpo, o mesmo passa a experimentar uma aceleração de 10 m/s2. Qual a massa desse corpo?

04.Um carro de 1200kg de massa aumenta sua velocidade de 54 km/h para 90 km/h num intervalo de tempo de 5s. Qual a intensidade da força resultante que agiu sobre o carro?

05.Um corpo de massa m = 5 kg, com velocidade de 6 m/s, passa a sofrer a ação de uma força resultante de intensidade 20 N, durante 3 s. Qual será a velocidade do corpo após esse tempo?

06.Duas forças F1 e F2, aplicadas a um mesmo corpo de massa 4 kg, são perpendiculares entre si e de intensidades 12 N e 16 N respectivamente. Determine: a intensidade de força e a acelareção.

07.Um corpo de massa m = 0,5 kg está sob a ação de duas forças (F1 = 20N e F2 =15N) com mesma direção e sentidos opostos. Qual a aceleração adquirida pelo corpo?

08.Um corpo de massa 5 kg se encontra na Terra, num local em que a gravidade vale 10 m/s2. Esse corpo é então levado para a Lua, onde a aceleração da gravidade é 1,6 m/s2. Pede-se: o peso e o peso e a massa do corpo aqui na Terra; o peso e a massa do corpo na Lua.

09.Sobre uma partícula de massa 20kg agem duas forças de mesma direção mas de sentidos opostos. Determine a força resultante, sabendo que uma das forças vale 45N e a outra vale 25N.

10. sobre um corpo de massa m1 atua uma resultante de 18N, fazendo com que o corpo experimente uma aceleraçãode 6m/s². Essamesma resultante agindo sobre um corpo de m2, faz com que o mesmo experimente uma aceleração de 3m/s². qual seria a aceleração se essa mesma resultante atuasse nos dois corpos ao mesmo tempo?

SEGUNDA LEI DE NEWTON – EXERCÍCIOS – SEGUNDA PARTE

1. Um corpo com massa de 0,6 kg foi empurrado por uma força que lhe comunicou uma aceleração de 3 m/s². Qual o valor da força?

2.Um caminhão com massa de 4000 kg está parado diante de um sinal luminoso. Quando o sinal fica verde, o caminhão parte em movimento acelerado e sua aceleração é de 2 m/s². Qual o valor da força aplicada pelo motor?

3. Sobre um corpo de 2 kg atua uma força horizontal de 8 N. Qual a aceleração que ele adquire?

4. Uma força horizontal de 200 N age corpo que adquire a aceleração de 2 m/s². Qual é a sua massa?

5. Partindo do repouso, um corpo de massa 3 kg atinge a velocidade de 20 m/s em 5s. Descubra a força que agiu sobre ele nesse tempo.

6. A velocidade de um corpo de massa 1 kg aumentou de 20 m/s para 40 m/s em 5s. Qual a força que atuou sobre esse corpo?

7. Uma força de12 N é aplicada em um corpo de massa 2 kg. A) Qual é a aceleração produzida por essa força? B) Se a velocidade do corpo era 3 m/s quando se iniciou a ação da força, qual será o seu valor 5 s depois?

8. Sobre um plano horizontal perfeitamente polido está apoiado, em repouso, um corpo de massa m=2 kg. Uma força horizontal de 20 N passa a agir sobre o corpo. Qual a velocidade desse corpo após 10 s?

9. Um corpo de massa 700g passa da velocidade de 7 m/s à velocidade de 13 m/s em 3s. Calcule a força que foi aplicada sobre o corpo neste percurso.

10. Um automóvel, a 20 m/s, percorre 50 m até parar, quando freado. Qual a força que age no automóvel durante a frenagem? Considere a massa do automóvel igual a 1000 kg.

11. Um corpo de massa 150g está sujeito a uma aceleração de 3m/s². Calcule força aplicada neste corpo.

12. Um guindaste aplica uma força de 15.000N num bloco de pedra. Qual será massa deste bloco ao deslocar até um ponto com aceleração de 0,5 m/s²?

13. Represente uma força de 30N aplicada num bloco de 60Kg de massa. Qual será a aceleração?

Sobre a 1ª e 3ª Lei de Newton Interprete as questões abaixo:

01.Por que uma pessoa, ao descer de um ônibus em movimento, precisa acompanhar o movimento do ônibus para não cair?

02.Explique a função do cinto de segurança de um carro, utilizando o conceito de inércia.

03.Se retirarmos rapidamente a placa que apoia a pedra, a pedra cai dentro do recipiente. Por que a pedra não é levada pela placa?

04.De que modo você explica o movimento de um barco a remo, utilizando a terceira lei de Newton?

05.Um carro pequeno colide com um grande caminhão carregado. Você acha que a força exercida pelo carro no caminhão é maior, menor ou igual à força exercida pelo caminhão no carro?

06.Com base na terceira lei de Newton, procure explicar como um avião a jato se movimenta.

07.O carrinho está parado quando o seu passageiro resolve jogar um pacote. O carrinho continua parado ou entra em movimento?

08.Ao corrermos sobre a Terra estamos aplicando uma força sobre o chão. Por que a Terra não se move?

1ª parte: 01) 4m/s² 02) 6N 03) 3Kg 04) 2400N 05) 18m/s 06) a) 20N b) 5m/s² 7) 10m/s²

8) a) 50N e 5Kg b) 8N e 5Kg 9) a) 10N b) 0,5m/s² 10) 2m/s²

2ª parte: 01) 1,8N 02) 8000N 03) 4m/s² 04) 100Kg 05) 12m/s² 06) 4m/s² 07) a) 6m/s b) 33m/s

08) 6m/s2 09) 1,4 N 10) 4000N 11) 0,5N 12) 7500 Kg 13) a) 0,5m/s²

FORÇA, MASSA E AELERAÇÃO (APLICAÇÃO DA SEGUNDA LEI DE NEWTON)

 De acordo com a segunda Lei de Newton: “A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida”. Essa relação pode ser descrita com a equação: Fr = m x a; sendo: Fr – Força resultante;m – massa;a – aceleração.

De acordo com essa Lei, para que se mude o estado de movimento de um objeto, é necessário exercer uma força sobre ele que dependerá da massa que ele possui. A aceleração, que é definida como a variação da velocidade com o tempo, terá o mesmo sentido da força aplicada, conforme mostra a figura abaixo:

Ao aplicar uma força sobre um objeto, imprimimos sobre ele uma aceleração que será dependente de sua massa

Podemos ver a partir da figura que, ao aplicar uma força de 2N sobre um objeto, ele adquirirá uma aceleração maior quando a massa for 0,5 kg e uma pequena aceleração quando a massa for 4 kg. Isso significa que quanto maior a massa de um corpo, maior precisa ser a força aplicada para que se altere seu estado de movimento.

Sendo a inércia definida como a resistência de um corpo para alterar seu estado de movimento, podemos dizer que a segunda lei de Newton também define a massa como a medida da inércia de um corpo.

A força é uma grandeza vetorial, pois, precisa ser caracterizada por módulo, direção e sentido. A unidade no Sistema Internacional é o Newton, N, que representa kg m/s2.

A segunda Lei de Newton também é chamada de princípio fundamental da dinâmica, pois, é a partir dela que se define a Força como uma grandeza necessária para se vencer a inércia de um corpo.

Segunda Lei de Newton

De acordo com a segunda lei de Newton, a força resultante sobre um corpo é igual ao produto da massa pela aceleração. 

A segunda Lei de Newton descreve a relação entre força e aceleração

 De acordo com a segunda Lei de Newton:

“A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida”. Essa relação pode ser descrita com a equação:

Fr = m X a sendo: Fr – Força resultante;m – massa;a – aceleração.

De acordo com essa Lei, para que se mude o estado de movimento de um objeto, é necessário exercer uma força sobre ele que dependerá da massa que ele possui. A aceleração, que é definida como a variação da velocidade com o tempo, terá o mesmo sentido da força aplicada, conforme mostra a figura abaixo:

Ao aplicar uma força sobre um objeto, imprimimos sobre ele uma aceleração que será dependente de sua massa

Podemos ver a partir da figura que, ao aplicar uma força de 2N sobre um objeto, ele adquirirá uma aceleração maior quando a massa for 0,5 kg e uma pequena aceleração quando a massa for 4 kg. Isso significa que quanto maior a massa de um corpo, maior precisa ser a força aplicada para que se altere seu estado de movimento.

Sendo a inércia definida como a resistência de um corpo para alterar seu estado de movimento, podemos dizer que a segunda lei de Newton também define a massa como a medida da inércia de um corpo.

A força é uma grandeza vetorial, pois, precisa ser caracterizada por módulo, direção e sentido. A unidade no Sistema Internacional é o Newton, N, que representa kg m/s2. A segunda Lei de Newton também é chamada de princípio fundamental da dinâmica, pois, é a partir dela que se define a Força como uma grandeza necessária para se vencer a inércia de um corpo.

Força Peso

A partir da Segunda Lei de Newton, também chegamos à outra importante definição na física, o Peso.

A Força peso corresponde à atração exercida por um planeta sobre um corpo em sua superfície. Ela é calculada com a equação: P = m . g ; Sendo g a aceleração da gravidade local. Apesar da massa de um corpo ser fixa, não é o que ocorre com o peso, por exemplo: Um corpo de massa 20 kg no planeta Terra, onde a aceleração da gravidade é 9,8 m/s2, possui o seguinte peso:

P = 20 X 9,8P = 196 N O mesmo corpo, em outro planeta, como em Marte, onde g = 3,711 m/s2, possui o peso:

P = 20 X 3,711P = 74,22 N Vemos que o peso no planeta Marte é bem menor que na Terra, pois, a gravidade em Marte é bem menor. Isso ocorre porque a gravidade g de um determinado local depende da massa do corpo. Como a massa de Marte é bem menor que a da Terra, ele também terá a gravidade menor.

Por Mariane MendesGraduada em Física

Peso de um corpo O peso de um corpo ou de um objeto é o produto da sua massa pela aceleração da gravidade local.

O peso de um corpo tem direção que passa aproximadamente pelo centro da Terra

O peso de um corpo tem direção que passa aproximadamente pelo centro da Terra

Diversas vezes em nosso cotidiano já nos deparamos com situações onde deixamos cair algum objeto, seja ele uma borracha, uma caneta, ou até mesmo um copo. Esse movimento de queda já intrigava os cientistas há muitos e muitos anos (cerca de 2 mil anos). De acordo com a história das ciências, o primeiro cientista a propor explicações para tal fato foi Aristóteles, mas o que melhor esclareceu o fenômeno foi Galileu.

Após diversos experimentos, Galileu conseguiu chegar à conclusão de que, para objetos próximos da Terra, e desprezando a resistência do ar, qualquer objeto cai com a mesma aceleração. Essa aceleração foi chamada de aceleração da gravidade ( ).

Isaac Newton, que muito se interessava pelo movimento de queda livre, apresentou explicações concisas a respeito da existência da aceleração da gravidade. Ele enunciou que onde houvesse aceleração haveria uma força, pois se um objeto cai com aceleração é porque a Terra exerce uma força sobre ele – uma força denominada peso, que é representada por .

De acordo com suas experimentações, Newton percebeu que a força peso tem a mesma direção de uma força que passa pelo centro da Terra, ou seja, a direção do vetor peso é voltada para o centro da Terra, independente da localização do objeto nas proximidades da Terra. Na figura acima temos a ilustração da força peso atuando sobre um objeto nas proximidades da Terra, sendo que os pesos dos corpos possuem direções diferentes, porém estão ambos orientados para o centro da Terra.

Pelo fato de a Terra ser imensa (quando comparada a corpos de massa muito pequena em relação a seu tamanho), podemos admitir que os corpos, situados nas proximidades da superfície terrestre, possuem peso com a mesma direção e o mesmo sentido.

Caso deixemos um objeto possuidor de massa m nas proximidades da superfície terrestre, em uma região onde se faz vácuo, podemos verificar que a força resultante que atua sobre o corpo é na verdade seu próprio peso. Dessa forma, tomando como base a segunda lei de Newton, temos:

 ⇒ 

Sendo assim, podemos dizer que o peso de um corpo ou objeto, quando colocado nas proximidades da superfície de um planeta, ou satélite, ou estrela, equivale à força com que esse corpo é atraído pelo planeta, satélite ou estrela.

Estudo da Gravitação Por Gláucio da Silva Freitas

O estudo da gravitação nos permite compreender alguns fenômenos que acontecem constantemente, como por exemplo a queda de corpos, seja de determinada altura ou originada de um salto em repouso ou em movimento. A gravitação como objeto de estudo sempre se transforma em um bom assunto para discussão e diferentes pontos de vista, sejam eles reais aos acontecimentos ou não, desse debate criado sobre seu respectivo estudo observamos que estão sempre presentes os seguintes questionamentos: O que nos mantém presos à Terra? E o que faz com que a Lua fique presa ao nosso planeta?

Surgem depois de um bom tempo algumas leis e conceitos que são hoje explicados matematicamente através de fórmulas estabelecidas pelos estudos e experiências realizados para se ter um meio real de explicação para os fenômenos naturais ligados a gravitação ou seja para se conseguir mais objetividade com os resultados.

Quando falamos em força da gravidade estamos falando da força que faz com que fiquemos sobre a terra em uma constante atração. A intensidade da força gravitacional varia proporcionalmente com a massa dos corpos, mesmo sem obter um contato direto. O conceito de campo na física foi de extrema importância na física para a análise de diversos fenômenos sendo aplicado também à gravitação. A gravitação estudada como campo gravitacional nos permite dizer que uma determinada região  é definida por um corpo onde qualquer objeto fica sujeito a uma força de atração (podemos associar com exemplos de campo magnético), valendo pra qualquer  distância do centro da terra permitindo o cálculo do campo gravitacional, sendo aplicadas também para outros corpos. Conseguimos obter  resultados precisos pelas relações existentes.

A aceleração da gravidade (9,8 m/s²), foi medida e não pode ser considerada um valor adotado. Como o valor da aceleração é algo que é muito ruim de se medir com alguns tipos de aparelhos mecânicos, encontra- se outros artifícios físicos e matemáticos que determinam o valor, tais experiências acontecem no local que determinamos anteriormente como campo gravitacional da terra. Sabemos por esses resultados também que massa não é exatamente a mesma coisa que a força peso, pois se fizermos uma análise vamos identificar que a força da gravidade possui desequilíbrio na balança, sendo possível fazermos a medição da massa só  onde também é possível medirmos o peso. Temos o satélite naturais (lua) e os satélites artificiais como exemplo da atuação da gravidade que se mantém em órbita devido a ação da força gravitacional.

Bibliografia:Física volume único - Gaspar- Editora áticaFísica para o ensino médio - Aurélio e Carlos Toscano - Editora Scipione.

A Lei da Gravitação Universal

A lei da Gravitação foi proposta por Sir Isaac Newton, cientista inglês famoso por seus estudos e contribuições na Física e na Matemática, além de também ser alquimista e astrônomo. Autor de célebres livros como o Philosophiae Naturalis Principia Mathematica no qual ele descreve a Lei da Gravitação Universal e As Leis de Newton. Diz a história que Newton estava sob uma macieira quando dela caiu uma maçã sobre a sua cabeça. Não sabemos se isso realmente é verdade ou não, o que é muito importante é que isso fez com que se explorassem mais os mistérios do universo e a Gravitação Universal. Newton explicou a razão pela qual a Lua não cai sobre a Terra descrevendo a seguinte equação, equação esta que determina a Lei da Gravitação Universal:

G é uma contante gravitacional e seu valor é igual a 6,67.10-11 N.m2/Kg2

m1 e m2 são as massas dos corpos que se atraem, medida em Kg.

r é a distância entre os dois corpos, medida em metros(m).F é a força gravitacional, e é medida em N.

Com tal equação matemática Newton descobriu que os corpos se atraem mutuamente, fazendo com que eles não caiam uns sobre os outros e sempre mantenham a mesma trajetória, ou seja, a sua órbita elíptica ao redor do Sol, como descobriu Johannes Kepler em uma de suas três leis do movimento dos planetas.

Por Marco Aurélio da Silva

A lei da gravitação universal, proposta por Newton, foi um dos maiores trabalhos desenvolvidos sobre a interação entre massas, pois é capaz de explicar desde o mais simples fenômeno, como a queda de um corpo próximo à superfície da Terra, até, o mais complexo, como as forças trocadas entre corpos celestes, traduzindo com fidelidade suas órbitas e os diferentes movimentos.

Segundo a lenda, Newton, ao observar a queda de uma maça, concebeu a idéia que ela seria causada pela atração exercida pela terra. A natureza desta força atrativa é a mesma que deve existir entre a Terra e a Lua ou entre o Sol e os planetas; portanto, a atração entre as massas é, com certeza, um fenômeno universal.

OBSERVAÇÕES:

1ª) A força gravitacional é sempre de atração 2ª) A força gravitacional não depende do meio onde os corpos se encontram imersos. 3ª) A constante da gravitação universal G teve seu valor comprovado experimentalmente por Henry Cavendish por meio de um instrumento denominado balança de torção.

Duas relações importantes: 1) Quanto maior a distância entre dois corpos, menor a força de atração, e vice-versa. 2) Quanto maior as massas dos corpos, maior a força de atração, e vice-versa

1. Primeira Lei de Kepler

Após inúmeras tentativas, Kepler conseguiu uma forma de trajetória que melhor se encaixava nos dados catalogados de Marte. Foi uma elipse:

A 1ª lei de Kepler determina que a trajetória de um planeta é uma elipse em que um dos focos está o Sol. O ponto de maior aproximação é chamado de Periélio e o seu oposto, o mais distante, Afélio.

Nota: no caso da Terra o Periélio dista 147 milhões de quilômetros do Sol e o Afélio 151 milhões de quilômetros.

1.2. Segunda Lei de Kepler

A 2ª lei de Kepler determina que "O segmento que une o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais".

Por meio dessa lei verifica-se que a velocidade do planeta é maior perto do Periélio e mais vagarosa perto do Afélio.