FÍSICA - 3 o ANO MÓDULO 03 LEIS DE NEWTON

Transcrição

1 FÍSICA - 3 o ANO MÓDULO 03 LEIS DE NEWTON

2

3 F BA a b F AB

4

5 BLOCO MESA N BLOCO = N MESA

6 Fig. A Fig. B Fig. C T teto T 2fio T T fio ideal T 1fio T T bloco T

7

8 Como pode cair no enem? 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. (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.

9 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/s 2 e direção e sentido conforme indicados na figura. A locomotiva tem massa M = 5,0 x 10 4 kg e cada vagão tem massa m = 8,0 x 10 3 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.

10 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.

11 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 F r - força devido à raquetada F a - 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)

12 Fixação 4) (UERJ) Apesar de Giordano Bruno ter sido levado à fogueira em 1600 por sustentar que o espaço é infinito, Newton ( ) 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

13 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)

14 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

15 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.)

16 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.

17 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 T o, a da experiência original. Assim, a razão T/T 0 é igual a: a) 1 c) 1/4 b) 1/2 d) 1/8

18 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)

19 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 c) R b) Q d) S

20 d) 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)

21 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.

22 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.

23 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/s 2. Um outro objeto Y, sujeito, nas mesmas condições, à força resultante, adquire uma aceleração de 12 m/s 2. Se X e Y forem unidos, formando um único objeto, a aceleração que o conjunto adquire, quando submetido à mesma força resultante, em m/s 2, vale: a) 16 d) 6,0 b) 0,25 e) 3,0 c) 1,3

24 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 F 0, indicado no gráfico, é: a) 4,0 N c) 3,0 N b) 8,0 N e) 7,0 N d) 6,0 N

25 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/s 2. 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

26 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: F p : força paralela ao solo exercida pela pessoa; F a : força de atrito exercida pelo piso. A caixa se desloca na mesma direção e sentido de F p. A força que a caixa exerce sobre a pessoa é F c. 14) Se o deslocamento da caixa ocorre com velocidade constante, as magnitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação: a) F p = F c = F a b) F p > F c = F a c) F p = F c > F a d) F p = F c < F a

27 15) Se o deslocamento da caixa ocorre com aceleração constante, na mesma direção e sentido de F p,as mag-nitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação: a) F p = F c = F a b) F p > F c = F a c) F p = F c > F a d) F p = F c < F a

28 c) 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 f 1 e f 2 que o fio faz sobre os corpos de massa m e 5m, respectivamente, durante a queda. a) f 1 d) f 1 =0 f 2 f 1 b) e) f 1 f 1 =0 f 2 f 2 =0 f 1 f 2 =0

29 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;

30 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.