FÍSICA - 3 ANO
MÓDULO 03
o
LEIS DE NEWTON
FBA
a
b
FAB
BLOCO
MESA
NBLOCO = NMESA
Fig. A
Fig. B
Fig. C
Tteto
T
T2fio
T
fio ideal
T 1fio
T
T bloco
T
Como pode cair no enem?
(ENEM) O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma
câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble.
Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois
astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio. Ao abrir a porta de acesso, um deles
exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.”
Considerando o texto e as Leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta:
a) se justifica, porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso
decorre da falta de ação da aceleração da gravidade;
b) se justifica, ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso
do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena;
c) não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as Leis
de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais;
d) não se justifica, porque a força peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre
o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita;
e) não se justifica, pois a ação da força peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não
existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.
Fixação
1) (UFRJ) A figura mostra uma locomotiva puxando um comboio no instante em que sua aceleração a tem módulo igual a 0,20 m/s2 e direção e sentido conforme indicados na figura. A locomotiva tem massa M = 5,0 x 104 kg e cada vagão tem massa m = 8,0 x 103 kg.
a) Indique a direção e o sentido da força resultante sobre a locomotiva e calcule o seu módulo.
b) Indique a direção e o sentido da força resultante sobre o primeiro vagão e calcule o seu módulo.
Fixação
2) (UERJ) É frequente observarmos, em espetáculos ao ar livre, pessoas sentarem nos ombros de outras para tentar ver melhor o palco. Suponha que Maria esteja sentada nos ombros
de João, que, por sua vez, está em pé sobre um banquinho colocado no chão. Com relação à
terceira Lei de Newton, a reação ao peso de Maria está localizada no:
a) chão;
c) centro da Terra;
b) banquinho;
d) ombro de João.
Fixação
3) (UFF) A brasileira Maria Esther Bueno foi a primeira tenista a se tornar campeã de duplas nos quatro torneios mais importantes do mundo
(o da Austrália, o de Wimbledon, o de Roland Garros e o dos Estados
Unidos) numa mesma temporada. Imagine que a tenista consiga golpear
a bolinha com sua raquete de modo a fazê-la passar sobre a rede e atingir a quadra de sua adversária.
Considere as seguintes forças:
P - força vertical para baixo devido à gravidade
Fr- força devido à raquetada
Fa- força devido à presença da atmosfera
(media-2.web.britannica.com)
Assinale a opção que melhor representa as forças, dentre as três acima, que atuam sobre
a bolinha, após a raquetada.
a) (A)
b) (B)
c) (C)
d) (D)
e) (E)
Fixação
4) (UERJ) Apesar de Giordano Bruno ter sido levado à fogueira em 1600 por sustentar que o
espaço é infinito, Newton (1642-1727) admite essa possibilidade, implicitamente, em algumas
de suas Leis, cujos enunciados são:
I) Na ausência de resultante de forças, um corpo em repou-so continua em repouso e um corpo
em movimento mantém-se em movimento retilíneo com velocidade constante.
II) A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que
atuam nele e tem a mesma direção e o mesmo sentido desta resultante.
III) Quando um corpo exerce uma força sobre outro corpo, este reage sobre o primeiro com
uma força de mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto.
IV) Dois corpos quaisquer se atraem com uma força proporcional ao produto de suas massas
e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.
As Leis que, implicitamente, pressupõem a existência do espaço infinito são:
a) I e III c) II e III
b) I e IV d) II e IV
Proposto
1) (UERJ) Uma pequena caixa é lançada sobre um plano inclinado e, depois de um intervalo
de tempo, desliza com velocidade constante. Observe a figura, na qual o segmento orientado
indica a direção e o sentido do movimento da caixa.
Entre as representações abaixo, a que melhor indica as forças que atuam sobre a caixa é:
caixa
a)
c)
b)
d)
Proposto
2) Observe o “carrinho de água” abaixo representado:
Os pontos cardeais indicam a direção e os sentidos para os quais o carrinho pode se deslocar.
Desse modo, enquanto o pistão se desloca para baixo, comprimindo a água, um observador
fixo à Terra vê o carrinho na seguinte situação:
a) Mover-se para oeste.
b) Mover-se para leste.
c) Permanecer em repouso.
d) Oscilar entre leste e oeste
Proposto
3) (UERJ) Na famosa cena da corrida de bigas no filme Ben-Hur, cada biga era puxada por 4
cavalos idênticos. Suponha que a tração de cada biga fosse feita apenas por 2 desses cavalos.
Nessa nova situação, a grandeza física envolvida, que teria seu valor reduzido à metade, seria:
a) força;
b) energia;
c) velocidade;
d) momento linear.
(EAMES, John Douglas. The MGM Story,
London: Octopus Books Limited, 1979.)
Proposto
4) (PUC) Dois estudantes estão sentados, de frente um para o outro, em cadeiras de escritório
de rodinhas idênticas. O estudante A, de massa igual a 80 kg, empurra o estudante B, cuja
massa é de 60 kg. Qual das afirmações a seguir é verdadeira?
a) A exerce força sobre B, mas B não exerce força sobre A.
b) Cada estudante exerce força sobre o outro, mas B exerce força maior sobre A.
c) Cada estudante exerce força sobre o outro, mas A exerce força maior sobre B.
d) Cada estudante exerce sobre o outro a mesma força.
e) A força total exercida sobre cada um é nula.
Proposto
5) (UERJ) Considere a situação abaixo, que ilustra a conhecida experiência dos hemisférios de
Magdeburgo.
Na experiência original, foram utilizados 16 cavalos divididos em 2 grupos de 8, cada qual
capaz de exercer uma força resultante F sobre o hemisfério. Imagine que o idealizador do
experimento só dispusesse de 8 cavalos para tracionar, com a mesma força F, um dos hemisférios, e prendesse o outro a um tronco resistente e fixo no chão. Seja T a tração total exercida
pelas cordas sobre os hemisférios nessa nova situação e To, a da experiência original. Assim,
a razão T/T0 é igual a:
a) 1 c) 1/4
b) 1/2 d) 1/8
Proposto
6) (UERJ) Um bloco de madeira desloca-se sobre uma superfície horizontal, com velocidade
constante, na direção e sentido da seta, puxado por uma pessoa, conforme a figura abaixo.
A resultante das forças que a superfície exerce sobre o bloco pode ser representada por:
a)
c)
b)
d)
Proposto
7) (UERJ) A figura abaixo representa uma escuna atra-cada ao cais. Deixa-se cair uma bola
de chumbo do alto do mastro – ponto O. Nesse caso, ela cairá ao pé do mastro – ponto Q.
O
S
cais
P
Q
R
Quando a escuna estiver se afastando do cais, com velocidade constante, se a mesma bola
for abandonada do mesmo ponto O, ela cairá no seguinte ponto da figura:
a) P b) Q c) R
d) S
Proposto
8) (UERJ) A imagem abaixo ilustra uma bola de ferro após ser disparada por um canhão antigo.
Desprezando-se a resistência do ar, o esquema que melhor representa as forças que atuam
sobre a bola de ferro é:
a)
b)
c)
d)
Proposto
9) O simples ato de andarmos está relacionado às Leis de Newton. Quanto à Primeira Lei,
se andarmos com nossa velocidade constante em uma trajetória retilínea, a resultante sobre
nosso corpo será zero. Quanto à Segunda Lei, se andarmos com velocidade aumentando ou
diminuindo, ela se aplicará, pois R = m.a. Explique por que andar está relacionado à terceira
Lei de Newton.
Proposto
10) Uma das experiências de baixo custo consiste 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. Este é um exemplo da .............................. .
As lacunas são corretamente preenchidas, respec-tivamente, por:
a) de mesmo módulo e direção; em sentido oposto ao; 3ª Lei de Newton;
b) de mesmo módulo e sentido; em direção oposta ao; 3ª Lei de newton;
c) de mesma direção e sentido; perpendicularmente ao sentido; 1ª Lei de Newton;
d) de mesmo módulo e direção; perpendicularmente ao sentido; 2ª Lei de Newton;
e) de maior módulo e mesma direção; em sentido oposto ao; 3ª Lei de Newton.
Proposto
11) (OSEC) Um objeto X, sob a ação de uma força resul-tante F , de intensidade 12 N, adquire
uma aceleração de 4,0 m/s2. Um outro objeto Y, sujeito, nas mesmas condições, à força resultante, adquire uma aceleração de 12 m/s2. Se X e Y forem unidos, formando um único objeto,
a aceleração que o conjunto adquire, quando submetido à mesma força resultante, em m/s2,
vale:
a) 16 d) 6,0
b) 0,25 e) 3,0
c) 1,3
Proposto
12) (UFF) Uma pessoa mediu, sucessivamente, as ace-lerações produzidas em dois blocos,
1 e 2, pelas correspondentes forças resultantes que sobre eles atuaram. O gráfico a seguir
expressa a relação entre as intensidades dessas forças e suas respectivas acelerações.
2
Se o valor da massa do bloco 1 é igual a três quartos do valor da massa do bloco 2, podemos
afirmar que o valor de F0, indicado no gráfico, é:
a) 4,0 N c) 3,0 N
b) 8,0 N e) 7,0 N
d) 6,0 N
Proposto
13) (UFRJ) Quando o cabo de um elevador se quebra, os freios de emergência
são acionados contra trilhos laterais, de modo que esses passam a exercer,
sobre o elevador, quatro forças verticais constantes e iguais a F, como indicado
na figura. Considere g = 10m/s2.
Suponha que, numa situação como essa, a massa total do elevador seja
M = 600 kg e que o módulo de cada força seja F = 1350 N.
Calcule o módulo da aceleração com que o elevador desce sob a frenagem
dessas forças.
trilhos
Proposto
Considere as Leis de Newton e as informações a seguir para responder às questões de
números 14 e 15.
(UERJ) Uma pessoa empurra uma caixa sobre o piso de uma sala. As forças aplicadas sobre
a caixa na direção do movimento são:
Fp: força paralela ao solo exercida pela pessoa;
Fa: força de atrito exercida pelo piso.
A caixa se desloca na mesma direção e sentido de Fp.
A força que a caixa exerce sobre a pessoa é Fc.
14) Se o deslocamento da caixa ocorre com velocidade constante, as magnitudes das forças
citadas apresentam a seguinte relação:
a) Fp = Fc = Fa
b) Fp > Fc = Fa
c) Fp = Fc > Fa
d) Fp = Fc < Fa
Proposto
15) Se o deslocamento da caixa ocorre com aceleração constante, na mesma direção e sentido de Fp,as mag-nitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação:
a) Fp = Fc = Fa
b) Fp > Fc = Fa
c) Fp = Fc > Fa
d) Fp = Fc < Fa
Proposto
16) Dois corpos, um de massa m e outro de massa 5 m, estão conectados entre si por um fio e o conjunto encontra-se
originalmente em repouso, suspenso por uma linha presa a uma haste, como mostra a figura.
m
5m
Em qual figura representa-se corretamente as forças f1 e f2 que o fio faz sobre os corpos de massa m e 5m, respectivamente, durante a queda.
a)
f1
d)
f2
f1=0
f1
b)e)
f1
f2
c)
f1
f2=0
f1=0
f2=0
Proposto
17) (UFSM) A história da maioria dos municípios gaúchos coincide com a chegada dos primeiros
portugueses, alemães, italianos e de outros povos. No entanto, através dos vestígios materiais
encontrados nas pesquisas arqueológicas, sabemos que outros povos, anteriores aos citados,
protagonizaram a nossa História.
Diante da relevância do contexto e da vontade de valorizar o nosso povo nativo, “o índio”,
foi selecionada a área temática CULTURA e as questões foram construídas com base na obra
Os primeiros habitantes do Rio Grande do Sul (Custódio, L. A. B., organizador. Santa Cruz do
Sul: EDUNISC; IPHAN, 2004):
Excelentes cavaleiros eram os indígenas pampeanos (charruas, minuanos etc.) que se destacavam na montaria de cavalos vindos da Europa.
Um pampeano é lançado para a frente quando o cavalo, assustado com uma cobra, para
de repente. O fato de o indígena não parar ao mesmo tempo que o cavalo pode ser atribuído
a sua(seu):
a) massa;
b) peso;
c) altura;
d) impulso;
e) força;
Proposto
18) (UFRJ) A figura ilustra um dos mais antigos modelos de automóvel a vapor, supostamente
inventado por Newton. Basicamente, ele possui uma fonte térmica e um recipiente contendo
água que será aquecida para produzir o vapor. O movimento do automóvel ocorre quando o
motorista abre a válvula V, permitindo que o vapor escape.
Vapor
Válvula V
Água
Utilizando seus conhecimentos dos princípios da mecânica, explique como é possível a
esse automóvel locomover-se.