Professora FLORENCE. Resolução:

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1 1. (FEI-SP) Qual o valor, em newton, da reultante da força que agem obre uma maa de 10 kg, abendo-e que a mema poui aceleração de 5 m/? Reolução: F m. a F F 50N. Uma força contante F é aplicada num corpo de 0, kg, inicialmente em repouo. A velocidade do corpo é de 7 km/h, apó 0 contado a partir da atuação de F. Calcule a intenidade dea força. Reolução: Como a velocidade etá em km/h é precio convertê-la em m/. Fazemo io dividindo por 3,6, aim temo: 7 v v 0m/ 3,6 v v a. t 0 0 a a a 1m / 3. Um corpo de 0 kg de maa movimenta-e no entido poitivo do eixo x com velocidade de 8 m/, no intante em que e aplicou uma força F de intenidade 40 N, conforme indica a figura. a) Qual a velocidade do corpo ao fim de 3 apó a aplicação da força F? b) Em que intante o corpo inverte o entido do movimento? c) Qual a velocidade do corpo apó ter percorrido 1 m ob a ação dea força? Reolução: a) Primeiro preciamo encontrar a aceleração para podermo montar a equação horária da velocidade: a F m 40 a a m/ 0 v v at v 8.3 v m/ 0 b) No momento que o móvel inverte o movimento ua velocidade é zero: v v at 0 8. t t 4 0 c) Uamo a equação de Torricelli, poi não temo o tempo apó o móvel ter percorrido 1 m v F m. a F 0,.1 F 0, N v 0. Sa v (8).1. v Página 1 de 11

2 v 16 v 4m/ 4. Uma força horizontal, contante, de 40 N age obre um corpo colocado num plano horizontal lio. O corpo parte do repouo e percorre 400 m em 10. Qual é a maa do corpo? Cálculo da aceleração: S v at (10) 0 t 400 a. a 8m/ Encontrada a aceleração é poível calcular a maa uando a equação fundamental da dinâmica: 40 F m. a 40 m.8 m m 5kg 8 5. Um corpo de maa igual a 5 kg move-e com velocidade de 10 m/. Qual a intenidade da força que e deve aplicar nele de modo que apó percorrer 00 m ua velocidade eja 30 m/? 0 v v. Sa (30) (10).00. a a a a a a m/ 400 F m. a F 5. F 10N 6. (Uftm 01) Analiando a Lei de Newton, pode-e concluir corretamente que: a) O movimento retilíneo e uniforme é conequência da aplicação de uma força contante obre o corpo que e move. b) A lei da inércia prevê a exitência de referenciai inerciai aboluto, em repouo, como é o cao do centro de noa galáxia. c) Para toda ação exite uma reação correpondente, endo exemplo dea circuntância a força normal, que é reação à força peo obre objeto apoiado em uperfície plana. d) Se um corpo é dotado de aceleração, eta certamente é conequência da ação de uma força, ou de um conjunto de força de reultante diferente de zero, agindo obre o corpo. e) A força centrífuga é uma força que urge em decorrência da lei da inércia, obre corpo que obedecem a um movimento circular e que tem como reação a força centrípeta. Página de 11

3 [D] A egunda lei de Newton, conhecida como princípio fundamental da dinâmica, afirma que a reultante da força atuante em um corpo, quando não nula, provoca uma variação na quantidade de movimento do memo. Evidentemente a mudança da quantidade de movimento reulta na variação da velocidade do corpo o que implica no urgimento de uma aceleração. De forma implificada, podemo apreentar a relação entre a reultante da força ( R ) atuante em um corpo, a maa (m) e a aceleração ( a ) da eguinte forma: R m.a Ou ainda: R a m Deta forma, podemo notar que para uma maa (m) diferente de zero um vetor a não nulo ó é poível cao o vetor da reultante da força R também não eja. 7. (UFF - 01) Doi corpo, um de maa m e outro de maa 5m, etão conectado entre i por um fio e o conjunto encontra-e originalmente em repouo, upeno por uma linha prea a uma hate, como motra a figura. A linha que prende o conjunto à hate é queimada e o conjunto cai em queda livre. Deprezando o efeito da reitência do ar, indique a figura que repreenta corretamente a força f1 e f que o fio faz obre o corpo de maa m e 5m, repectivamente, durante a queda. a) b) c) Página 3 de 11

4 d) e) [E] Corpo em queda livre não trocam força entre i, poi caem com a mema aceleração que é igual à aceleração da gravidade. Deenhando a força que atuam no corpo em queda livre: Como a única força que atua no corpo é a força peo, podemo dizer que: FR P, onde FR repreenta a força reultante que atua no corpo (não e equeça de que FR m.a e P m.g ). Corpo de maa m: FR P m.a m.g a g Corpo de maa 5m: F' P' 5m.a' 5m.g a' g R Ou eja: a a' g 8. (UFRN 01) Em Tirinha, é muito comum encontrarmo ituaçõe que envolvem conceito de Fíica e que, incluive, têm ua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Fíica. Conidere a tirinha envolvendo a Turma da Mônica, motrada a eguir. Página 4 de 11

5 Supondo que o itema e encontra em equilíbrio, é correto afirmar que, de acordo com a Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton), a) a força que a Mônica exerce obre a corda e a força que o menino exercem obre a corda formam um par ação-reação. b) a força que a Mônica exerce obre o chão e a força que a corda faz obre a Mônica formam um par ação-reação. c) a força que a Mônica exerce obre a corda e a força que a corda faz obre a Mônica formam um par ação-reação. d) a força que a Mônica exerce obre a corda e a força que o menino exercem obre o chão formam um par ação-reação. [C] A Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton) afirma que a força do par Ação-Reação: - São da mema interação (Mônica-corda); - Agem em corpo diferente (uma na Mônica e a outra na corda), portanto não e equilibram, poi agem em corpo diferente; - São recíproca (Mônica na corda/corda na Mônica) e imultânea; - Têm mema intenidade, mema direção e entido opoto. 9. (IFSC - 01) A força de reação normal é uma força que urge quando exite contato entre o corpo e uma uperfície, endo definida como uma força de reação da uperfície obre a compreão que o corpo exerce obre eta uperfície. Abaixo temo quatro ituaçõe, com o repectivo diagrama de força. Analie a repreentação da Força de Reação Normal (N) em cada uma da ituaçõe. Ainale a alternativa CORRETA. a) A força de reação normal etá corretamente repreentada em I, II e IV. b) A força de reação normal etá corretamente repreentada em I, II e III. Página 5 de 11

6 c) A força de reação normal etá corretamente repreentada em I, III e IV. d) A força de reação normal etá corretamente repreentada em II, III e IV. e) A força de reação normal etá corretamente repreentada em toda a ituaçõe. [A] A força normal tem empre direção perpendicular à uperfície de apoio, no entido de evitar a penetração do corpo na uperfície, o que não e verifica apena na ituação III. 10. (IFSUL 011) Uma peoa de maa igual a 65 kg etá dentro de um elevador, inicialmente parado, que começa a decer. Durante um curto intervalo de tempo, o elevador ofre uma aceleração para baixo de módulo igual a m/. Coniderando-e a aceleração gravitacional no local igual a 10 m/, durante o tempo em que o elevador acelera a força normal exercida pelo pio do elevador na peoa é igual a a) 50 N. b) 650 N. c) 780 N. d) zero. [A] Dado: m = 65 kg; a = m/ ; g = 10 m/. Como o elevador etá decendo em movimento acelerado, a reultante da força é para baixo, ou eja, a intenidade da normal é menor que a intenidade do peo. Aplicando o princípio fundamental da dinâmica: P N ma mg N ma N m g a N 50 N. 11. (UERJ 011) Um corpo de maa igual a 6,0 kg move-e com velocidade contante de 0,4 m/, no intervalo de 0 a 0,5. Conidere que, a partir de 0,5, ee corpo é impulionado por uma força de módulo contante e de memo entido que a velocidade, durante 1,0. O gráfico abaixo ilutra o comportamento da força em função do tempo. Calcule a velocidade do corpo no intante t = 1,5. Página 6 de 11

7 Dado: m = 6,0 kg; v 1 = 0,4 m/; t = (1,5 0,5) = 1 ; F = 1,0 N. 1ª Solução: Coniderando que a força dada eja a reultante e que o movimento eja retilíneo, do Princípio Fundamental da Dinâmica (ª Lei de Newton), temo: F = m a 1 = 6 a a = m/. v v 0,4 a v 0,4 t 1 v =,4 m/. 1. (IFSC - 011) Um bloco, apoiado obre uma uperfície horizontal, etá ubmetido a dua força, F 1 4 N e F N, como motra a figura. É correto afirmar que: a) a reultante da força é igual a 6 N. b) o bloco não etá em equilíbrio. c) a reultante da força que atuam obre o bloco é nula. d) a reultante da força é diferente de zero e perpendicular à uperfície. e) e o bloco etiver em repouo continuará em repouo. [B] Como a reultante da força é não nula, o bloco adquire aceleração, não etando, portanto, em equilíbrio. 13. (UERJ - 011) Um patinador cujo peo total é 800 N, incluindo o patin, etá parado em uma pita de patinação em gelo. Ao receber um empurrão, ele começa a e delocar. A força de atrito entre a lâmina do patin e a pita, durante o delocamento, é contante e tem módulo igual a 40 N. Etime a aceleração do patinador imediatamente apó o início do delocamento. OBS: a quetão ficaria melhor, e o examinador pedie na última linha do enunciado: Etime o módulo da aceleração do patinador apó ter ceado o empurrão. Também deveriam etar epecificada a caracterítica da trajetória (retilínea / curvilínea; horizontal / inclinada). Dado: P = 800 N; F at = 40 N; g = 10 m/. Da expreão do Peo: Página 7 de 11

8 P = m g 800 = m (10) m = 80 kg. Supondo que a trajetória eja retilínea e horizontal, apó o empurrão, a reultante da força obre o patinador é a componente de atrito. Pelo Princípio Fundamental da Dinâmica: F at = m a 40 = 80 a a = 0,5 m/. 14. (Epcex (Aman) 011) Deeja-e imprimir a um objeto de 5 kg, inicialmente em repouo, uma velocidade de 15 m/ em 3 egundo. Aim, a força média reultante aplicada ao objeto tem módulo igual a: a) 3 N b) 5 N c) 15 N d) 5 N e) 45 N [D] Pela Segunda Lei de Newton, temo: v Como aceleração é dada por a t força reultante., podemo utiliza-la diretamente para calcular a V 15 FR m.a m. 5. 5N t (IFSP 011) Um corpo de 0 kg de maa cai em queda livre de uma altura de m. Coniderando a aceleração da gravidade g = 10 m/, é correto afirmar que, durante a queda, o corpo atrai a Terra com: a) força deprezível, aproximadamente zero. b) força menor que 00N. c) força uperior a 00N. d) força igual a 00N. e) uma força cada vez maior à medida que e aproxima do chão. [D] Pelo principio da ação-reação, a força de interação entre o corpo e a Terra têm a mema intenidade, igual ao peo do corpo. F corpo/terra = F Terra/corpo = P = m g = 0 10 = 00 N. 16. (Uece 010) Um elevador parte do repouo com uma aceleração contante para cima com relação ao olo. Ee elevador obe,0 m no primeiro egundo. Um morador que e encontra no elevador etá egurando um pacote de 3 kg por meio de uma corda vertical. Coniderando a aceleração da gravidade igual a 10m/, a tenão, em Newton, na corda é a) 0. Página 8 de 11

9 b) 1. c) 4. d) 88. [C] Dado: S = m; t = 1 ; m = 3 kg; g = 10 m/. Calculando o módulo da aceleração do elevador: 1 S a t 1 a(1) a = 4 m/. Sendo F a intenidade da força de tração no fio, de acordo com o princípio fundamental da dinâmica: F P = m a F 30 = 3 (4) F = 4 N. 17. (Ufla 010) Um bloco de 10 Kg etá preo no teto de um elevador por meio de um cabo que uporta uma tenão máxima de 150 N. quando o elevador começa a ubir, o cabo e rompe ao atingir a tenão máxima. Coniderando g = 10 m/, é correto afirmar que, no momento da ruptura do cabo, a aceleração do elevador é: a) 15 m/ b) 5 m/ c) 10 m/ d) 5 m/ [B] Dado: m = 10 kg; F máx = 150 N; g = 10 m/. Se o elevador obe em movimento acelerado, a tração no fio tem maior intenidade que o peo do bloco. Aplicando o princípio fundamental da dinâmica: F máx m g = m a = 10 a a = 5 m/. 18. (UFPB 010) A cana-de-açúcar depoi de cortada é tranportada até a uina por treminhõe, que ão compoto pela cabina, também chamada de cavalo, e mai doi reboque. Por lei, a carga máxima permitida que pode er tranportada por um treminhão é de 60 tonelada; entretanto, cada reboque pode uportar uma carga máxima de até 45 tonelada. Conidere que: - o reboque etão acoplado por um cabo de maa deprezível o qual pode uportar uma tenão máxima de até 35x10 3 N; - o papel do cavalo é aplicar uma força F no doi reboque, conforme ilutração a eguir. Página 9 de 11

10 Nee contexto, o cavalo, em um trecho reto, conegue imprimir uma aceleração máxima de módulo 0,5 m/ ao treminhão tranportando carga máxima permitida. A partir dea informaçõe, deprezando a maa do reboque e da cabina, identifique a afirmativa correta: ( ) A tenão máxima que o cabo vai uportar é de 7,5 x10 3 N. ( ) A tenão mínima que o cabo vai uportar é de 7,5 x10 3 N. ( ) A tenão no cabo dependerá da ditribuição da carga no doi reboque. ( ) A força que o motor do caminhão aplicará ao doi reboque é de 30x10 3 N. ( ) A força que o motor do caminhão aplicará ao doi reboque dependerá da ditribuição da carga no memo. F V V V F. Comentário: A força reitiva atuante no reboque deveriam ter ido mencionada pela banca examinadora. Sendo aim, não erá poível confirmar e a egunda propoição é verdadeira ou fala. Dado: m1 m= m = kg; a = 0,5 m/. 3 (F) A tenão máxima que o cabo vai uportar é de 7,5 10 N. Deconiderando força reitiva no reboque, apliquemo o princípio fundamental da dinâmica: 3 T ma ,5 T N. (?) A tenão mínima que o cabo vai uportar é de 7,5 10 N. Impoível calcular, poi não foram fornecida a força reitiva. (V) A tenão no cabo dependerá da ditribuição da carga no doi reboque. (V) A força que o motor do caminhão aplicará ao doi reboque é de N. Mai uma vez, deconiderando força reitiva: 3 F m m a ,5 F N. motor 1 motor (F) A força que o motor do caminhão aplicará ao doi reboque dependerá da ditribuição da carga no memo. A força do motor tem que acelerar a carga total (do doi reboque), independendo, portanto, da ditribuição de carga no memo. 19. (UECE 010) Ao cair de uma altura próxima à uperfície da Terra, uma maçã de maa igual a 100g caua no planeta uma aceleração aproximadamente igual a a) Zero. b) 1 m/. c) 10 m/. d) 1 N. 3 3 Página 10 de 11

11 [A] Pelo princípio da ação-reação, com a mema intenidade que a Terra atrai a maçã, a maçã atrai a Terra. No cao, a maçã tem maa m = 100 g = 0,1 kg. A força de interação é: F = P = m g = 1 N. A maa da Terra é extremamente grande para que ea força provoque nela alguma aceleração detectável. Aim, a aceleração que a força exercida pela maçã na Terra é praticamente nula. 0. (UECE 010) Uma única força agindo obre uma maa de,0 kg fornece a eta uma aceleração de 3,0 m/. A aceleração, em m/, produzida pela mema força agindo obre uma maa de 1 kg é a) Zero. b) 1,5. c) 3,0. d) 6,0. [D] Dado: m 1 = kg; m = 1 kg; a 1 = 3 m/. F = m 1 a 1 F = (3) F = 6 N. F = m a 6 = 1 a a = 6 m/ Página 11 de 11