3 10 kg, qual o módulo da força resultante sobre

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1 1. (Pucrj 015) Duas forças perpendiculares entre si e de módulo 3,0 N e 4,0 N atuam sobre um objeto de massa 10 kg. Qual é o módulo da aceleração resultante no objeto, em a) 0,13 b) 0,36 c) 0,50 d),0 e) 5,6 m / s?. (Ifsc 014) Ao saltar de paraquedas, os paraquedistas são acelerados durante um intervalo de tempo, podendo chegar a velocidades da ordem de 00 km/h, dependendo do peso e da área do seu corpo. Quando o paraquedas abre, o conjunto (paraquedas e paraquedista) sofre uma força contrária ao movimento, capaz de desacelerar até uma velocidade muito baixa permitindo uma aterrissagem tranquila. Assinale a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A aceleração resultante sobre o paraquedista é igual à aceleração da gravidade. 0) Durante a queda, a única força que atua sobre o paraquedista é a força peso. 04) O movimento descrito pelo paraquedista é um movimento com velocidade constante em todo o seu trajeto. 08) Próximo ao solo, com o paraquedas aberto, já com velocidade considerada constante, a força resultante sobre o conjunto (paraquedas e paraquedista) é nula. 16) Próximo ao solo, com o paraquedas aberto, já com velocidade considerada constante, a força resultante sobre o conjunto (paraquedas e paraquedista) não pode ser nula; caso contrário, o conjunto (paraquedas e paraquedista) não poderia aterrissar. 3) A força de resistência do ar é uma força variável, pois depende da velocidade do conjunto (paraquedas e paraquedista). 1

2 3. (Ufla 010) Um engenheiro projeta a curva de uma estrada e após estudos minuciosos conclui que a velocidade de segurança (vs) nessa curva deve respeitar a expressão: vs = m 5 R s, em que R é o raio da curva. Segundo o engenheiro, um veículo transitando nessa curva, para descrevê-la com segurança, pode ficar sob ação de uma aceleração centrípeta máxima de: a) 10 m/s b) 5 m/s c) 5 m/s d) 0 m/s 4. (G1 - cftmg 006) Um patinador desce uma rampa com formato de um arco de circunferência, conforme a seguir ilustrado. A força normal que atua sobre o patinador, quando ele passa pela posição P, é mais bem representada pelo vetor 5. (Pucrs 014) Em muitas tarefas diárias, é preciso arrastar objetos. Isso pode ser mais ou menos difícil, dependendo das forças de atrito entre as superfícies deslizantes. Investigando a força necessária para arrastar um bloco sobre uma superfície horizontal, um estudante aplicou ao bloco uma força horizontal F e verificou que o bloco ficava parado. Nessa situação, é correto afirmar que a força de atrito estático entre o bloco e a superfície de apoio é, em módulo, a) igual à força F. b) maior que a força F. c) igual ao peso do bloco. d) maior que o peso do bloco. e) menor que o peso do bloco. 6. (Ueg 013) No reino animal, existem seres que têm a capacidade de realizar diferentes tipos de voos. O voo pode ser dividido em três grupos: o paraquedismo, o planeio e o voo propulsionado. Com relação aos tipos de voo, considera-se o seguinte: a) no animal planador, a facilidade do voo depende da forma e da dimensão das asas, sendo o movimento no ar ascendente e sem realização de trabalho. b) no paraquedismo, a força de resistência do ar no animal equilibra-se com o seu peso, fazendo-o cair com velocidade constante. c) nos voos propulsionados, os animais exercem a movimentação de seus músculos para impulsionarem o deslocamento vertical. d) o paraquedismo e o planeio baseiam-se em princípios físicos iguais, pois as forças de resistência e peso são um par de ação e reação.

3 7. (Ufpe 013) A respeito das leis de Newton, podemos afirmar que: ( ) a primeira lei de Newton diz que, para que um corpo esteja em movimento, é obrigatório que haja pelo menos uma força atuando sobre ele. ( ) a segunda lei de Newton não contém a primeira lei de Newton como caso particular porque elas são completamente diferentes. ( ) a segunda lei de Newton implica em uma equação para cada força que atua em um corpo massivo. ( ) a terceira lei de Newton estabelece que a toda força de ação corresponde uma força de reação, sempre com ambas no mesmo corpo. ( ) as três leis de Newton valem em qualquer referencial. 8. (Unesp 01) Em uma operação de resgate, um helicóptero sobrevoa horizontalmente uma região levando pendurado um recipiente de 00 kg com mantimentos e materiais de primeiros socorros. O recipiente é transportado em movimento retilíneo e uniforme, sujeito às forças peso ( P ), de resistência do ar horizontal ( F ) e tração ( T ), exercida pelo cabo inextensível que o prende ao helicóptero. Sabendo que o ângulo entre o cabo e a vertical vale θ, que senθ = 0,6, cosθ = 0,8 e g = 10 m/s, a intensidade da força de resistência do ar que atua sobre o recipiente vale, em N, a) 500. b) c) d) e) (Uece 015) Um trem, durante os primeiros minutos de sua partida, tem o módulo de sua velocidade dado por v t, onde t é o tempo em segundos e v a velocidade, em m s. Considerando que um dos vagões pese esse vagão, em newtons? a) b) c) d) kg, qual o módulo da força resultante sobre 10. (Uece 015) Um elevador, durante os dois primeiros segundos de sua subida, sofre uma aceleração vertical para cima e de módulo 1m s. Sabe-se que também age sobre o elevador a força da gravidade, cuja aceleração associada é segundos do movimento, a aceleração resultante no elevador é, em a) 1. b) 10. c) 9. d) m s. Durante esses dois primeiros m s, 3

4 11. (G1 - utfpr 013) Analise as alternativas e marque a única que apresenta grandezas físicas vetoriais. a) Comprimento, aceleração, massa e temperatura. b) Força, tempo, energia e velocidade. c) Deslocamento, força, velocidade e peso. d) Peso, deslocamento, massa e aceleração. e) Temperatura, velocidade, massa e peso. 1. (Uern 013) Antes de empurrar uma estante apoiada em uma superfície plana de uma sala, uma pessoa decide retirar os livros do seu interior. Dessa maneira, a força que irá reduzir, juntamente com o atrito, durante o deslocamento do móvel, é conhecida como força a) normal. b) elástica. c) de tração. d) centrípeta. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Um estudante movimenta um bloco homogêneo de massa M, sobre uma superfície horizontal, com forças de mesmo módulo F, conforme representa a figura abaixo. Em X, o estudante empurra o bloco; em Y, o estudante puxa o bloco; em Z, o estudante empurra o bloco com força paralela ao solo. 13. (Ufrgs 013) A força normal exercida pela superfície é, em módulo, igual ao peso do bloco a) apenas na situação X. b) apenas na situação Y. c) apenas na situação Z. d) apenas nas situações X e Y. e) em X, Y e Z. 14. (Pucrj 015) Uma caixa de massa m1 1,0 kg está apoiada sobre uma caixa de massa m,0 kg, que se encontra sobre uma superfície horizontal sem atrito. Existe atrito entre as duas caixas. Uma força F horizontal constante é aplicada sobre a caixa de baixo, que entra em movimento com aceleração de,0 m / s. Observa-se que a caixa de cima não se move em relação à caixa de baixo. O módulo da força F, em newtons, é: a) 6,0 b),0 c) 4,0 d) 3,0 e) 1,5 4

5 15. (G1 - cftmg 01) Na figura, os blocos A e B, com massas iguais a 5 e 0 kg, respectivamente, são ligados por meio de um cordão inextensível. Desprezando-se as massas do cordão e da roldana e qualquer tipo de atrito, a aceleração do bloco A, em m/s, é igual a a) 1,0. b),0. c) 3,0. d) 4, (Espcex (Aman) 01) Um elevador possui massa de 1500 kg. Considerando a aceleração da gravidade igual a aceleração de a) 4500 N b) 6000 N c) N d) N e) N 10 m s, a tração no cabo do elevador, quando ele sobe vazio, com uma 3 m s, é de: 17. (Unesp 011) Observe a tirinha Uma garota de 50 kg está em um elevador sobre uma balança calibrada em newtons. O elevador move-se verticalmente, com aceleração para cima na subida e com aceleração para baixo na descida. O módulo da aceleração é constante e igual a m / s em ambas situações. Considerando g 10m / s, a diferença, em newtons, entre o peso aparente da garota, indicado na balança, quando o elevador sobe e quando o elevador desce, é igual a a) 50. b) 100. c) 150. d) 00. e) 50. 5

6 18. (Uft 011) Uma pequena esfera de chumbo com massa igual a 50 g é amarrada por um fio, de comprimento igual a 10 cm e massa desprezível, e fixada no interior de um automóvel conforme figura. O carro se move horizontalmente com aceleração constante. Considerando-se hipoteticamente o ângulo que o fio faz com a vertical igual a 45 graus, qual seria o melhor valor para representar o módulo da aceleração do carro? Desconsidere o atrito com o ar, e considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 9,8 m s. a) b) c) d) e) 5,3 m s. 8, m s 9,8 m s 7,4 m s 6,8m s 19. (Ufrj 007) Um sistema é constituído por um barco de 100 kg, uma pessoa de 58 kg e um pacote de,0 kg que ela carrega consigo. O barco é puxado por uma corda de modo que a força resultante sobre o sistema seja constante, horizontal e de módulo 40 newtons. Supondo que não haja movimento relativo entre as partes do sistema, calcule o módulo da força horizontal que a pessoa exerce sobre o pacote. 0. (Uece 014) Uma criança desliza em um tobogã muito longo, com uma aceleração constante. Em um segundo momento, um adulto, com o triplo do peso da criança, desliza por esse mesmo tobogã, com aceleração também constante. Trate os corpos do adulto e da criança como massas puntiformes e despreze todos os atritos. A razão entre a aceleração do adulto e a da criança durante o deslizamento é a) 1. b). c) 1/3. d) 4. 6

7 1. (Pucrj 01) Um ciclista tentando bater um recorde de velocidade em uma bicicleta desce, a partir do repouso, a distância de 1440 m em uma montanha cuja inclinação é de 30. Calcule a velocidade atingida pelo ciclista ao chegar à base da montanha. Dados: Não há atrito e g = 10 m/s a) 84 m/s b) 10 m/s c) 144 m/s d) 157 m/s e) 169 m/s. (Uerj 009) 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 a seguir, a que melhor indica as forças que atuam sobre a caixa é: 7

8 Gabarito: Resposta da questão 1: De acordo com o Teorema de Pitágoras, temos a Força resultante sobre o corpo: R F N E com a força resultante e a massa, usando a ª lei de Newton, achamos a aceleração: FR FR m a a m 5N a 0,50 m / s 10 kg Resposta da questão : = 40. Justificando as proposições incorretas: [01] Incorreta. A resistência do ar não é desprezível, impedindo a queda livre. [0] Incorreta. Atuam no paraquedista o peso e a resistência do ar. [04] Incorreta. O movimento é acelerado no início da queda. [08] Correta. [16] Incorreta. De acordo com o Princípio da Inércia, se o movimento é retilíneo e uniforme a resultante das forças sobre o corpo é nula. [3] Correta. Resposta da questão 3: ac = s 5 R v 5R ac = 5 m/s. R R R Resposta da questão 4: Resposta da questão 5: [A] Se o bloco não acelera, é porque a resultante das forças sobre ele é nula. Ou seja, a força de atrito e a força aplicada pelo estudante têm a mesma intensidade: R = F Resposta da questão 6: [B] 8

9 Pelo Princípio da Inércia, se o animal cai com velocidade constante, a resultante das forças sobre ele é nula, portanto o peso e força de resistência do ar se equilibram. Resposta da questão 7: F F F F F. Falso as forças servem para alterar o movimento e não mantê-lo. Falso a primeira lei de Newton é um caso particular da segunda em que a resultante das forças é nula. Falso a segunda lei de Newton refere-se à resultante de todas as forças. Falso quem aplica a ação, recebe a reação. Falso somente em referenciais inerciais. Resposta da questão 8: Dados: m = 00 kg; g = 10 m/s ; sen θ = 0,6 e cos θ = 0,8. Como o movimento é retilíneo e uniforme, pelo Princípio da Inércia (1ª lei de Newton), a resultante das forças que agem no recipiente é nula. Assim, as três forças mencionadas devem fechar um triângulo, como mostrado na figura. F sen θ tg θ F P tgθ m g ,6 P cosθ 0,8 F N. Resposta da questão 9: [B] Sabendo que a massa do vagão a ser analisado é de 3000 kg e que a velocidade é dada como uma função em relação ao tempo, v t, existem duas soluções possíveis. 1. Por comparação com a Função Horária da Velocidade: v v0 a t v t Disto, pode-se concluir que v 0 0 a m s Assim, F m a 3000 F 6000N 9

10 . Por derivada: Sabendo que, dv d a t a m s dt dt Assim, F m a F 6000N Resposta da questão 10: [A] Como o elevador está subindo acelerado, a tração no cabo tem módulo maior que a força gravitacional, de forma a anular esta força e ainda imprimir uma aceleração vertical para cima. Desta forma, se o elevador está subindo, com aceleração vertical para cima e de módulo 1m s, logo esta é exatamente a aceleração resultante do elevador. Resposta da questão 11: O enunciado está impreciso. Todas as opções apresentam grandezas vetoriais. Deveria ser: Analise as alternativas e marque a única que apresenta apenas grandezas vetoriais. Além disso, peso é uma força. Não deveriam aparecer os dois termos na mesma opção. Grandezas vetoriais possuem módulo, direção e sentido. Massa, temperatura, energia não são grandezas vetoriais. Resposta da questão 1: [A] A força de compressão entre um corpo e uma superfície e chamada força normal, pois é sempre perpendicular à superfície. Resposta da questão 13: 10

11 Nas Figuras X e Y a força F apresenta componentes vertical e horizontal. Como o movimento é retilíneo, as forças verticais estão equilibradas. Assim, analisando cada uma das figuras: Figura X: N P F y N P Figura Y: N Fy P N P Figura Z: N P Resposta da questão 14: [A] Como a caixa superior se move junto com a caixa inferior, não há aceleração diferente entre elas e podemos considerar como sendo um corpo único. E pela ª lei de Newton: F m a F ( kg 1kg) m / s F 6 N Resposta da questão 15: [B] Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica: PA ma mb a 10 8 a a m / s. Resposta da questão 16: [E] Pela Segunda Lei de Newton, temos: FR m.a T P ma T x3 T 19500N. Resposta da questão 17: [D] Elevador subindo: N1 P ma N x N1 600N Elevador descendo: P N ma 500 N 50x N 400N N1 N N. Resposta da questão 18: 11

12 A figura mostra as forças que agem na esfera e a sua resultante. Como podemos observar: Resposta da questão 19: Pela segunda lei de Newton, F = m.a Assim 40 = ( ).a 40 = 160.a ==> a = 40 = 1,5 m/s 160 Apenas sobre o pacote de kg F = m.a =.1,5 = 3,0 N Resposta da questão 0: [A] ma mg a g 9,8m / s. A figura mostra as forças que agem sobre o bloco e as componentes do peso. Na direção paralela ao plano inclinado, a resultante é a componente tangencial do peso. Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica: Px m a m g sen θ m a a g sen θ. Como se pode notar, a intensidade da aceleração independe da massa, tendo o mesmo valor para a criança e para o adulto. Assim: aadulto acriança 1. Resposta da questão 1: [B] 1

13 1ª Solução: A figura mostra as forças (normal e peso) agindo no ciclista. A resultante das forças é a componente tangencial do peso. Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica, Calculamos o módulo da aceleração escalar na descida: 1 Fres P x m a m g sen 30 a g sen a 5 m /s. Aplicando a equação de Torricelli: v v0 a S v v v 10 m / s. ª Solução: O sistema é conservativo. Aplicando o teorema da conservação da energia mecânica entre os pontos A e B: A B mv 1 EMec E Mec m g h v g S sen 30 v v 10 m /s. Resposta da questão : [D] Resolução As forças são: A força peso (vertical para baixo); a reação normal ao plano inclinado (perpendicular ao plano) e a força de atrito (paralela ao plano e no sentido oposto ao movimento). 13