TC DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
EQUIPE DE FÍSICA
ALUNO(A):
TURMA:
Nº
TURNO:
DATA:
/
/
COLÉGIO:
OSG 1356/10
Aulas 1 a 3 – Leis de Newton
PRIMEIRA LEI DE NEWTON DO MOVIMENTO
Todo objeto permanece em seu estado de repouso
ou de movimento uniforme numa linha reta, a menos que
seja obrigado a mudar aquele estado por forças imprimidas
sobre ele.
A palavra-chave nesta lei é permanece: um objeto
permanece fazendo seja o que for, a menos que uma força
seja exercida sobre ele. Se ele está em repouso, ele
permanece em estado de repouso. Isto é ilustrado quando
uma toalha de mesa é habilidosamente puxada de súbito por
baixo dos pratos sobre uma mesa, deixando tais pratos em
seus estado iniciais de repouso. Se um objeto está se
movendo, ele permanece se movendo, sem fazer curva ou
alterar sua rapidez. Isto é evidente nas sondas espaciais que
movem-se permanentemente no espaço exterior. As
alterações no movimento devem ser impostas contra a
tendência de um objeto em reter seu estado de movimento.
Esta propriedade dos objetos de resistir a alterações no
movimento é chamada de inércia.
Muitas pessoas viajam na carroceria de um
caminhão. Se no meio da viagem o caminhão precisa frear
bruscamente, as pessoas que estão na carroceria do veículo
continuam seu movimento sendo jogadas para frente, pois
não havia motivo para que parassem. E terão o mesmo
problema quando o caminhão que estava parado sair em
disparada: todos serão jogados para trás, pois não têm
motivo para se mover - o caminhão sai e as pessoas ficam.
Outro exemplo clássico é quando estamos em um
ônibus em movimento, de repente o ônibus faz uma curva
brusca e tendemos a ser jogados pra fora deste. De fato se o
ônibus estiver em movimento em uma linha reta bem como os
passageiros, tenderemos a ficar nesse estado de movimento,
se não nos seguramos (aplicarmos uma força) no momento
da curva, seria como se fossemos arremessados pra fora,
mas na verdade só estamos mantendo nosso estado de
movimento.
FORÇAS E SEUS EFEITOS
Podemos reconhecer a existência de forças pelos
efeitos que produzem quando aplicadas a um corpo. Uma
força, no sentido mais simples, é um empurrão ou puxão.
Sua origem pode ser gravitacional, elétrica, magnética ou
simplesmente um esforço muscular.
DEFORMAÇÃO
A deformação é um dos efeitos causados pela força.
Por exemplo, quando você chuta uma bola, no ponto de
contato entre o pé e a bola ocorre uma deformação.
TIPOS DE DEFORMAÇÕES:
Muitos cavaleiros, ao saltar obstáculos com seu
cavalo, podem encontrar dificuldades, quando o cavalo vem
em disparada e refuga na hora do salto: o cavaleiro vai para
o outro lado da cerca, mas sem o cavalo!
1.
Tração:
2.
Compressão:
3.
Torção:
4.
Flexão:
TC DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
ALTERAÇÃO DE VELOCIDADE, FORÇA PRODUZ
ACELERAÇÃO
Qualquer objeto que acelera está sob ação de um
empurrão ou um puxão - uma força de algum tipo. Pode ser
um empurrão súbito, como o de um chute em uma bola de
futebol, ou a atração contínua da gravidade. A aceleração é
causada pela força. Com frequência mais de uma única força
atua sobre um objeto. Lembre-se que a combinação de
forças que atuam sobre um objeto é a força resultante. A
aceleração depende da força resultante. Por exemplo, se
você empurrar um objeto com duas vezes mais força e a
força resultante duplica, o objeto ganhará rapidez a uma taxa
duas vezes maior. A aceleração, então, dobrará o valor
quando a força resultante dobrar. Triplicar a força resultante
produz três vezes mais aceleração. Dizemos então que a
aceleração produzida é diretamente proporcional à força
resultante. Escrevemos:
Aceleração ~ Força Resultante
O símbolo ~ denota "é diretamente proporcional a".
Isso significa que qualquer variação em um é a mesma
variação no outro.
MASSA E PESO
A aceleração que se imprime sobre um objeto
depende não apenas das forças aplicadas e das forças de
atrito, mas da inércia do mesmo. Quanto de inércia um objeto
possui depende da quantidade de matéria que ele tem quanto mais matéria, mais inércia. Para especificar quanta
matéria alguma coisa possui, usamos o termo massa.
Quanto maior for a massa de um objeto, maior será sua
inércia. A massa é uma medida da inércia de um objeto
material. Normalmente dizemos que um objeto possui
bastante matéria se ele pesa muito. Mas existe uma
diferença entre massa e peso. Podemos definir cada um
deles da seguinte maneira:
maioria das pessoas. Por exemplo, se você está tentando
determinar qual de dois pequenos objetos é o mais massivo,
pode sacudí-Ios para a frente e para trás em sua mão, ou
movimentá-Io de alguma maneira. Ao fazê-Io, você estará
avaliando qual dos dois é mais difícil de conseguir mover,
verificando qual dos dois resiste mais a uma alteração no
movimento. Você estará de fato, comparando as inércias dos
corpos ou seja a massa. Caso apenas sustente-os em sua
mão estará avaliando qual dos dois é atraído com maior
intensidade pela terra, assim estará “medindo’ qual dos dois
é mais pesado. A confusão ocorre porque, como dissemos,
massa e peso são propor-cionais entre si.
Uma bigorna flutuando no espaço exterior, entre a
Terra e a Lua por exemplo, pode não ter peso, mas possui
massa.
Também é fácil confundir massa com volume.
Quando imaginamos um objeto com muita massa, com
frequência imaginamos um objeto grande. O tamanho de
objeto (volume), entretanto, não é exatamente uma boa
maneira de avaliar sua massa. Qual é o mais fácil de
movimentar: uma bateria de carro ou uma caixa de papelão
vazia do mesmo tamanho? Assim, vemos que massa não é
nem peso e nem volume.
Massa Resiste a Aceleração
Empurre um colega seu num skate que ele será
acelerado. Agora empurre, com a mesma força, um elefante
sobre o mesmo skate e a aceleração produzida será muito
menor. Você verificará que a quantidade de aceleração
depende não apenas da força, mas também da massa a ser
empurrada. A mesma força aplicada a uma massa duas
vezes maior produz a metade da aceleração. Para uma
massa três vezes maior, um terço da aceleração. Dizemos
que, para determinada força, a aceleração produzida é
inversamente proporcional à massa. Isto é,
Aceleração ~ 1/Massa
Massa
É a medida da inércia ou lerdeza que um objeto
apresenta em resposta a qualquer esforço feito para movê-la,
pará-la ou alterar de algum modo o seu estado de
movimento.
Peso
É a força sobre um objeto devido à tração gravitacional.
Massa e peso são diretamente proporcionais entre
si. Se a massa de um objeto é dobrada, seu peso também
dobra; se a massa torna-se duas vezes menor, o mesmo
acontece com o peso. Por causa disso, frequentemente,
massa e peso são trocados. Mas a massa é mais
fundamental do que o peso; ela é uma quantidade
fundamental que escapa completamente à atenção da
2
Quanto maior a massa, maior a força que se deve
fazer para obter uma certa aceleração.
Aqui, inversamente, significa que os dois valores
variam em direções opostas. Quando o denominador cresce,
a quantidade inteira decresce. Por exemplo, a quantidade
1/100 é menor do que 1/10.
SEGUNDA LEI DE NEWTON DO MOVIMENTO
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MÓDULO 2 DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
Todos os dias vemos coisas que não mantêm um
mesmo estado de movimento: objetos que inicialmente
estão em repouso, mais tarde podem estar em movimento;
objetos podem seguir por caminhos que não são linhas retas;
coisas em movimento podem parar. A maioria dos
movimentos que observamos sofre alterações, que são o
resultado de uma ou mais forças aplicadas. Toda a força
resultante, seja ela de uma única fonte ou de uma
combinação de fontes, produz aceleração. A relação da
aceleração com a força resultante e a inércia é dada pela
segunda lei de Newton.
A aceleração de um objeto é diretamente
proporcional à força resultante atuando sobre ele; tem o
mesmo sentido que esta força e é inversamente proporcional à massa do objeto.
vezes maior do que uma única força. Se cada um de vocês
puxar com iguais forças em sentidos opostos, a força
resultante é nula. As forças iguais, mas orientadas em
sentidos opostos, cancelam-se mutuamente. Uma delas
pode ser considerada a negativa da outra, e elas somam-se
algebricamente para dar um resultado que é zero − uma
força resultante nula.
A Figura a seguir mostra como as forças se
combinam para produzir uma força resultante. Um par de
forças de 5N , aplicadas no mesmo sentido, produzem uma
força resultante de 10N. Se estão em sentidos contrários, a
força resultante então é zero. Se 10N são exercidos para a
direita e 5N para a esquerda, a força resultante de 5N estará
para a direita. As forças estão representadas por setas. Uma
quantidade tal como é uma força, que possui tanto valor
como direção e sentido, é chamada de uma quantidade
vetorial. Quantidades vetoriais podem ser representadas por
setas cujo comprimento e cuja direção representam o valor e
a direção da quantidade.
TERCEIRA LEI DE NEWTON DO MOVIMENTO
A terceira lei de Newton estabelece:
FR = m.a
Sempre que um objeto exerce uma força sobre
um outro objeto, este exerce uma força igual e oposta
sobre o primeiro.
UNIDADE NO SI:
F ⇒ Newton (N)
O que representa 1 Newton ?
1 N = 1 kg . m/s2
1 Newton representa a força necessária para acelerar um
2
corpo de 1 kg com 1m/s .
Um objeto é acelerado no mesmo sentido que a força
que atua sobre ele. Se uma força for aplicada no sentido do
movimento de um objeto, fará a rapidez do mesmo aumentar.
Se for aplicada no sentido oposto, fará diminuir a rapidez do
objeto. Atuando em ângulos retos à direção do movimento,
desviará o objeto. Aplicada numa outra direção qualquer,
causará uma combinação de variação da rapidez com desvio
da trajetória. A aceleração de um objeto está sempre no
mesmo sentido da força resultante. A aceleração de um objeto,
então, depende tanto da força resultante exercida sobre ele
como de sua massa.
Força Resultante
As variações que ocorrem no movimento devem-se
a uma força ou combinação de forças .Quando mais de uma
força atuar sobre um objeto, nós levaremos em conta a força
resultante. Por exemplo, se você e um amigo puxam um
objeto num mesmo sentido com forças iguais, as forças dos
dois se combinam para produzir uma força resultante duas
OSG 1356/10
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A terceira lei de Newton com frequência é enunciada
assim: "A cada ação corresponde sempre uma reação igual".
Em qualquer interação há sempre um par de forças
de ação e reação, que são iguais em valor e de sentidos
opostos. Nem uma força existe sem a outra − as forças
aparecem em pares. Uma é a ação e a outra é a reação. O
par de forças de ação e reação constitui uma interação entre
duas coisas.
Você interage com o piso quando caminha sobre
ele. O empurrão que você exerce contra o piso está acoplado
ao empurrão dele contra você. O par de forças ocorre
simultaneamente. Analogamente, os pneus de um carro
empurram contra a rodovia, enquanto a rodovia empurra de
volta os pneus − os pneus e a rodovia estão empurrando-se
mutuamente. Ao nadar, você interage com a água e a
empurra para trás, enquanto ela o empurra para a frente você e a água estão se empurrando um ao outro. Em cada
caso existe um par de forças, uma de ação e outra de
reação. As forças de reação são as responsáveis pelo nosso
movimento nestes casos.
Essas forças dependem do atrito; sobre o gelo, uma
pessoa ou carro podem ser incapazes de exercer a força de
ação a produzir a força de reação necessária. Qual das
forças é chamada de ação e qual é chamada de reação não
importa. O ponto importante é que uma não existe sem a
outra.
TC DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
Exemplos clássicos onde se verifica a terceira lei de
Newton.
Ação: o homem puxa a mola. Reação: A mola puxa
o homem.
Quando você se apoia em uma parede, está exercendo uma força contra ela. Simultaneamente, a parede está
exercendo sobre você uma força igual e oposta. Por isso que
você não cai.
Ação: a Terra puxa a bola. Reação: a bola puxa a
Terra.
Exercícios Conceituais
1.
Por que você cambaleia para a frente num ônibus que
para subitamente? Por que você cambaleia para trás
quando ele torna-se mais rápido? Que lei se aplica aqui?
2.
Em termos da primeira lei de Newton (a lei da inércia),
como o encosto de cabeça do banco de um automóvel
ajuda a prevenir lesões no pescoço causadas quando
seu carro sofre uma colisão pela traseira?
3.
Em termos da primeira lei de Newton (a lei da inércia),
como o encosto de cabeça do banco de um automóvel
ajuda a prevenir lesões no pescoço causadas quando
seu carro sofre uma colisão pela traseira?
4.
Uma sonda espacial pode ser levada por um foguete até
o espaço exterior. O que mantém a sonda em movimento após o foguete parar de impulsioná-Ia?
5.
Se você atira uma moeda diretamente para cima,
enquanto está andando de trem, onde ela cai, se o
movimento do trem é uniforme sobre trilhos retos? E
quando o trem diminui sua rapidez enquanto a moeda
está no ar? E quando o trem está fazendo uma curva?
6.
Qual é mais fundamental, massa ou peso? Qual deles
muda com a localização?
7.
Se a massa de um bloco que desliza é triplicada
enquanto mantém-se constante a força resultante
aplicada, em quanto diminui a aceleração?
8.
Se a massa de um bloco que desliza é de algum modo
triplicada, ao mesmo tempo em que a força resultante
sobre si é triplicada também, como se compara a
aceleração produzida assim com a aceleração original?
Qual é a força resultante que atua sobre um objeto de
10N em queda livre, enquanto ele sofre 4N de resistência do ar? E quando a resistência do ar for de 10N?
Na interação entre o martelo e a estaca, cada um
exerce a mesma quantidade de força sobre o outro.
As forças de impacto entre as bolas azul e amarela
movimentam a bola amarela e param a bola azul.
Ação: O pneu empurra a estrada. Reação: a
estrada empurra o pneu.
Ação: o foguete empurra o gás. Reação: o gás
empurra o foguete.
9.
10 Por que um paraquedista pesado cai mais rápido do que
um paraquedista leve que usa um paraquedas de
mesmo tamanho?
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MÓDULO 2 DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
11. Qual é a força resultante sobre uma Mercedes conversível viajando numa estrada reta, com rapidez de
100km/h?
12. Por que um objeto pesado não acelera mais que um
objeto leve, quando ambos estão em queda livre?
13. A velocidade de um objeto pode inverter seu sentido
enquanto mantém uma aceleração constante? Em caso
afirmativo, dê um exemplo; caso contrário, explique por
quê.
14. Se um objeto não está acelerando, você pode concluir
que nenhuma força atua sobre ele? Justifique sua
resposta.
15. Uma bola torna-se mais lenta enquanto rola sobre uma
longa pista de boliche. Existe alguma força horizontal
atuando sobre ela? Como você sabe?
16. É possível fazer uma curva na ausência de uma força?
Justifique sua resposta.
força o chão exerce? Por que você não se move para
cima por causa dessa força?
27. Você pode tocar fisicamente outra pessoa sem que ela o
toque com o mesmo valor de força?
28. Considere as duas forças atuando sobre uma pessoa
que se mantém parada, ou seja, o puxão da gravidade
para baixo e a força de apoio do piso para cima. Essas
forças são iguais e opostas? Elas formam um par açãoreação? Justifique sua resposta.
29. Você empurra um carro pesado com as mãos. O carro,
por sua vez, empurra-o de volta com força igual, mas
oposta. Isto não significa que as forças se anulam
mutuamente, tomando impossível acelerar? Justifique
sua resposta em qualquer caso.
30. Se um caminhão e um automóvel colidem frontalmente,
sobre qual deles atuará uma força mais intensa? Qual
dos veículos experimentará a maior aceleração?
Explique suas respostas.
17. Num ônibus espacial orbitando no espaço você tem em
suas mãos duas caixas idênticas, uma cheia de areia e a
outra cheia de penas. Você pode dizer qual é qual sem
abrí-Ias?
31. Que equipe ganhará um cabo-de-guerra: aquela que
puxa mais fortemente a corda ou aquela que empurra
mais fortemente contra o solo? Explique.
18. A gravidade sobre a superfície da Lua é apenas 1/6 da
gravidade sobre a superfície da Terra. Qual é o peso de
um objeto de 10kg sobre a Lua e sobre a Terra? Qual a
massa de cada um deles?
32. Aqui, a pedra está em repouso, interagindo tanto com a
superfície da rampa como com o bloco.
a) Identifique todas as forças que atuam na pedra e
desenhe os vetores-força adequados.
b) Mostre que é nula a força resultante sobre a pedra.
19. O que requer menos combustível, lançar um foguete a
partir da Lua ou da Terra? Justifique sua resposta.
(Dica 1: Há duas forças normais sobre a pedra. Dica 2:
Esteja certo de que o que desenhou são as forças que
atuam sobre a pedra, e não aquelas que a pedra aplica
nas superfícies.)
20. Para puxar um carrinho através de um gramado, com
velocidade constante, você tem de exercer constantemente uma força. Considere este fato em relação à primeira lei de Newton, que estabelece que o movimento
com velocidade constante não requer força alguma.
21. Quando você salta verticalmente a partir do chão, qual é
a sua aceleração no ponto mais alto?
22. Qual é a força resultante sobre uma maçã de I N quando
você a mantém em repouso acima de sua cabeça? Qual
é a força resultante sobre ela depois que você a solta?
33. Duas forças de 3,0 N e 4,0 N atuam perpendicularmente
sobre um bloco de massa 2,0 kg. Qual é a aceleração
decorrente?
23. Se você deixar cair um par de bolas de tênis simultaneamente do topo de um edifício, elas atingirão o chão
ao mesmo tempo. Se você encher uma delas com grãos
de chumbo e então soltá-Ias juntas, qual delas baterá
primeiro no chão? Qual delas experimentará maior
resistência do ar? Justifique suas respostas.
Aulas 4 e 5 – Exercícios
24. Qual é a maior aceleração que uma corredora pode
alcançar se o atrito entre seus calçados e o pavimento
corresponde a 90% do peso dela?
25. A Terra lhe puxa para baixo com uma força gravitacional
que você chama de seu peso. Você puxa a Terra para
cima com o mesmo valor de força?
26. Quando você está parado sobre o chão, este exerce
uma força orientada para cima contra seus pés? Quanta
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1.
Tomando como referência as grandezas físicas que se
relacionam através da segunda lei de Newton, pode-se
dizer que, para um corpo de determinada massa, existe
uma relação de proporção direta entre:
a) sua massa e a sua velocidade.
b) a força aplicada para que ele esteja em movimento e
sua velocidade.
c) seu peso e sua velocidade.
d) sua massa e a sua aceleração.
TC DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
e) a força aplicada para que ele esteja em movimento e
sua aceleração.
2.
Considerando-se o conceito de massa, pode-se dizer:
a) A massa de um objeto depende do valor da
aceleração da gravidade.
b) A massa depende da quantidade de material que
constitui um objeto.
c) A massa de um objeto depende da sua localização.
d) Massa e peso são a mesma quantidade.
3.
A respeito do conceito de inércia, pode-se dizer que:
a) inércia é uma força que mantém os objetos em repouso ou em movimento com velocidade constante.
b) inércia é uma força que leva todos os objetos ao
repouso.
c) um objeto de grande massa tem mais inércia que um
de pequena massa.
d) objetos que se movem rapidamente têm mais inércia
que os que se movem lentamente.
4.
Assinale a afirmativa CORRETA sobre a força resultante
sobre um objeto em movimento.
a) Para se manter o objeto em movimento, é necessário que a resultante das forças sobre ele não seja
nula.
b) Se o objeto se move em um círculo com velocidade
escalar constante, então a força resultante sobre ele
é nula.
c) Se o objeto está em queda livre, a resultante das
forças sobre ele é nula.
d) Se o objeto está acelerado, então a resultante das
forças sobre ele não é nula.
5.
De acordo com a terceira lei de Newton, a toda força
corresponde outra igual e oposta, chamada de reação. A
razão por que essas forças não se cancelam é:
a) elas agem em objetos diferentes.
b) elas não estão sempre na mesma direção.
c) elas atuam por um longo período de tempo.
d) elas não estão sempre em sentidos opostos.
6.
Um paraquedista, alguns minutos após saltar do avião,
abre seu paraquedas. As forças que atuam sobre o
conjunto paraquedista / equipamentos são, então, o seu
peso e a força de resistência do ar. Essa força é proporcional à velocidade.
Desprezando-se qualquer interferência de ventos, podese afirmar que,
a) a partir de um certo momento, o paraquedista
descerá com velocidade constante.
b) antes de chegar ao chão, o paraquedista poderá
atingir velocidade nula.
c) durante toda a queda, a força resultante sobre o
conjunto será vertical para baixo.
d) durante toda a queda, o peso do conjunto é menor
do que a força de resistência do ar.
7.
A Terra atrai um pacote de arroz com uma força de
49N.Pode-se, então, afirmar que o pacote de arroz:
a) atrai a Terra com uma força de 49N.
b) atrai a Terra com uma força menor do que 49N.
c) não exerce força nenhuma sobre a Terra.
d) repele a Terra com uma força de 49N.
e) repele a Terra com uma força menor do que 49N.
6
8.
Qual das alternativas a seguir se relaciona ou é explicada pela 1ª lei da Dinâmica, também chamada de lei da
Inércia?
a) Uma bola de tênis que, ao receber uma raquetada do
Guga, atinge 214 Km/h.
b) Num jogo de basquete, a bola ao ser empurrada
para baixo por Oscar, bate no chão e retorna à sua
mão.
c) A Ferrari de Felipe Massa que, ao entrar numa curva
em alta velocidade, derrapa e sai da pista pela
tangente.
d) Uma bola que, ao ser cabeceada pelo Ronaldinho,
muda de direção e sentido e entra no gol.
e) Um soco desferido pelo Popó atinge o seu
adversário e o manda para o chão.
9.
Um homem, no interior de um elevador, está jogando
dardos em um alvo fixado na parede interna do elevador.
Inicialmente, o elevador está em repouso, em relação à
Terra, supostamente um Sistema Inercial e o homem
acerta os dardos bem no centro do alvo. Em seguida, o
elevador está movimento retilíneo e uniforme em relação à
Terra. Se o homem quiser continuar acertando o centro do
alvo, como deverá fazer a mira, em relação ao seu
procedimento com o elevador parado?
a) mais alto;
b) mais baixo;
c) mais alto se o elevador estiver subindo, mais baixo
se estiver descendo;
d) mais baixo se o elevador estiver subindo, mais baixo
se estiver descendo;
e) exatamente do mesmo modo.
10. Na Terra, um astronauta tem peso de 900 N. Em Marte,
seu peso seria em torno de 300 N. Isto ocorreria porque:
a) o volume de Marte equivale a aproximadamente 1/3
do volume terrestre.
b) em Marte, a força de atração da gravidade é cerca
de 1/3 da da Terra.
c) a densidade de Marte é 3 vezes menor que a da
Terra.
d) o raio médio de Marte é 3 vezes menor que o
terrestre.
e) em Marte, a inércia é reduzida a 1/3 da inércia na
Terra.
11. Ao medir o peso de um objeto com um dinamômetro,
num local onde a aceleração da gravidade foi
2
considerada 10,0 m/s , um técnico encontrou o valor de
7,00N. A massa desse objeto, em gramas, era mais
próxima de:
a) 700.
d) 7000.
b) 70,0.
e) 70000.
c) 7,00.
12. Sobre uma estação espacial em órbita em torno da Terra
é correto afirmar que:
a) ela fica sujeita a uma força resultante apontada para
o centro da Terra.
b) os astronautas, no seu interior, ficam independentes
da força da gravidade terrestre.
c) a força gravitacional sobre a estação é nula, pois ela
está no vácuo.
d) ela fica sujeita a uma aceleração constante tangente
à trajetória.
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e) necessariamente ela deve dar uma volta em torno da
Terra em um período igual ao de 1 dia terrestre.
13. A lua esta em órbita da Terra devido a uma força de
atração mútua que atua em ambos os corpos, conhecida
como força gravitacional, proposta por Isaac Newton.
Com relação a esta força, podemos afirmar que:
a) Sua magnitude é igual à da força com que o Sol atrai
a Terra.
b) Depende somente da massa dos planetas.
c) É de mesma natureza da força que faz uma fruta cair
de uma árvore.
d) É uma força de natureza Nuclear.
e) Nenhuma das alternativas anteriores é correta.
14. A figura mostra dois blocos A e B de mesmo material
que estão empilhados e em repouso sobre uma superfície horizontal.
Pode-se afirmar que, em módulo, a força que A exerce
sobre B é:
a) Nula.
b) Maior do que a força que B exerce sobre A.
c) Menor do que a força que B exerce sobre A.
d) Igual à força que B exerce sobre A.
e) Não existe força entre os corpos.
15) A aceleração da gravidade na superfície da Lua é seis
vezes menor do que a aceleração da gravidade na
superfície da Terra. Com relação a esta afirmativa qual
das alternativas abaixo está correta:
a) Uma pessoa pesa na Terra, seis vezes mais do que
na Lua.
b) Uma pessoa pesa na Lua, seis vezes mais do que na
Terra.
c) Na Lua a sua massa é seis vezes maior do que na
Terra.
d) Na Lua a sua massa é seis vezes menor do que na
Terra.
e) Como a massa não varia, a gravidade não mudará o
peso de uma pessoa tanto na Lua quanto na Terra.
16. Considere a colisão frontal entre um automóvel e um
caminhão. No momento da colisão, é correto afirmar que
a força que a carreta exerce sobre o automóvel é:
a) Maior que a força que o automóvel exerce sobre a
carreta e em sentido contrário.
b) Maior que a força que o automóvel exerce sobre a
carreta e no mesmo sentido.
c) Igual à força que o automóvel exerce sobre a carreta
e no mesmo sentido.
d) Igual à força que o automóvel exerce sobre a carreta
e em sentido contrário.
e) Menor que a força que o automóvel exerce sobre a
carreta e no mesmo sentido.
17. Um carro de cor preta e outro de cor branca colidem na
interseção de duas ruas, como mostra a figura a seguir
e, no momento da colisão apresentam velocidades de
mesmo módulo.
Sabendo que os dois carros são do mesmo modelo, qual
das seguintes afirmações é verdadeira?
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a) O carro preto exerce uma força de maior intensidade
sobre o carro branco do que o branco sobre o preto.
b) O carro branco exerce uma força de maior
intensidade sobre o carro preto do que o preto sobre
o branco.
c) O carro preto exerce força sobre o branco e este não
exerce força sobre o preto.
d) O carro preto exerce força sobre o branco de mesma
intensidade que o carro branco sobre o preto.
e) É impossível determinar a intensidade da força que
eles exercem pois o choque é perpendicular.
18. Sobre uma partícula P 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
19. Uma pessoa fez a seguinte experiência: Ela pegou duas
folhas de papel iguais e as deixou cair da mesma altura,
sendo que uma delas aberta e a outra amassada na
forma de uma bola. A folha de papel amassada chegou
primeiro ao chão, porque:
a) A folha aberta tem um peso menor que a folha
amassada.
b) A folha amassada tem uma massa maior do que a
folha aberta.
c) A folha aberta apresenta uma resistência ao ar maior
do que a folha amassada.
d) A folha aberta apresenta uma resistência ao ar
menor do que a folha amassada.
e) Nenhuma das alternativas anteriores está correta.
20. Um carro de brinquedo em movimento retilíneo uniforme
sobre um plano horizontal encontra uma rampa
inclinada, sobe a rampa até alcançar o ponto mais alto e,
em seguida, começa a descer. O atrito é tão pequeno
que pode ser ignorado. Quando o carro está subindo a
rampa, a força resultante sobre ele será:
a) nula.
b) de mesma intensidade da resultante que atua
quando o carro desce.
c) na direção da rampa e dirigida no mesmo sentido do
movimento do carro.
d) vertical e de sentido para baixo.
e) de intensidade diferente da resultante que atua
quando o carro desce.
TC DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
21. Um foguete encontra-se à deriva no espaço exterior,
movendo-se ao longo da linha FG, mostrada na figura a
seguir, sem estar sujeito a qualquer força externa. Em G
o motor do foguete é acionado para produzir uma
aceleração constante em direção perpendicular à linha
FG e sentido para cima. O motor é desligado quando o
foguete alcança uma determinada altura h, em relação à
linha FG.
24. Um homem empurra um caixote para a direita, com
velocidade constante, sobre uma superfície horizontal,
como mostra a figura a seguir.
Desprezando-se a resistência do ar, o diagrama que
melhor representa as forças que atuam no caixote é:
Qual opção abaixo melhor representa o caminho do
foguete a partir do ponto G?
22. Um corpo de massa m encontra-se suspenso por um fio
inextensível de massa desprezível. Esta situação e o diagrama de forças estão representados nas figuras a seguir.
Afirma-se que as seguintes forças formam pares de ação
e reação:
r
r
r
r
I. F1 e F2
V. F4 e F5
r
r
r
r
II. F1 e F4
VI. F5 e F6
r
r
r
r
III. F2 e F3
VII. F3 e F6
r
r
r
r
IV. F3 e F4
VIII. F3 e F5
Está correto o que se afirma em:
a) I, IV e VI.
b) II, III e VII.
c) III, V e VIII.
d) I, V e VI.
e) II, IV, VII e VIII.
23. Um livro de Física está apoiado sobre uma mesa plana e
horizontal. Em relação a este sistema, é correto afirmar
que:
a) o peso do livro e a força normal que a mesa exerce
sobre ele formam um par ação reação, anulando-se,
portanto.
b) quando o livro está em repouso sobre a mesa, a
força de atrito que age sobre ele devido ao contato
com a mesa é sempre nula.
c) se empurrarmos o livro e o colocarmos em
movimento, a força que teremos que fazer para
mantê-lo com velocidade constante será menor que
aquela necessária para colocá-lo em movimento.
d) após colocado em movimento, o livro somente
permanecerá em movimento caso continuemos
aplicando uma força sobre ele.
e) a força de atrito entre o livro e a mesa é a mesma
qualquer que seja a massa do livro.
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25. Uma partícula é submetida à ação de duas forças, uma de
60N e a outra de 80N. Sobre o módulo da força resultante
sobre essa partícula, pode-se afirmar que será:
a) de 140N necessariamente.
b) de 20N em qualquer situação.
c) de 100N se as forças forem perpendiculares entre si.
d) obrigatoriamente diferente de 80N.
26. A respeito das leis de Newton, são feitas três afirmativas:
I. A força resultante necessária para acelerar, uniformemente, um corpo de massa 4,0kg, de 10m/s para
20m/s, em uma trajetória retilínea, em 5,0s, tem
módulo igual a 8,0N.
II. Quando uma pessoa empurra uma mesa e ela não
se move, podemos concluir que a força de ação é
anulada pela força de reação.
III. Durante uma viagem espacial, podem-se desligar os
foguetes da nave que ela continua a se mover. Esse
fato pode ser explicado pela primeira lei de Newton.
Assinale:
a) se todas as afirmativas estiverem corretas.
b) se todas as afirmativas estiverem incorretas.
c) se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas.
d) se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas.
e) se apenas as afirmativas II e III estiverem corretas.
27. Durante uma brincadeira, Bárbara arremessa uma bola
de vôlei verticalmente para cima, como 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.
OSG 1356/10
MÓDULO 2 DE FÍSICA – OLIMPÍADA – NÍVEL 1
28. No clássico problema de um burro puxando uma carroça,
um estudante conclui que o burro e a carroça não
deveriam se mover, pois a força que a carroça faz no
burro é igual em intensidade à força que o burro faz na
carroça, mas com sentido oposto. Sob as luzes do
conhecimento da Física, pode-se afirmar que a
conclusão do estudante está errada porque:
a) ele esqueceu-se de considerar as forças de atrito
das patas do burro e das rodas da carroça com a
superfície.
b) considerou somente as situações em que a massa
da carroça é maior que a massa do burro, pois se a
massa fosse menor, ele concluiria que o burro e a
carroça poderiam se mover.
c) as leis da Física não podem explicar este fato.
d) o estudante não considerou que mesmo que as duas
forças possuam intensidades iguais e sentidos
opostos, elas atuam em corpos diferentes.
e) na verdade, as duas forças estão no mesmo sentido,
e por isto elas se somam, permitindo o movimento.
29. A Terra atrai, para o seu centro, todos os corpos
próximos à sua superfície. Esta força é descrita pela
expressão que representa a Lei da Gravitação Universal
de Newton. Quanto maior a massa do corpo, maior será
a força de atração gravitacional. Se isto é verdadeiro, por
que razão um corpo de maior massa não cai mais
depressa que um corpo de menor massa? Justifique.
F=
GM m
R2
Edvan_e-mals_110310
Rev.: Gerardo
Anotações
OSG 1356/10
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