Aula de Exercícios Recuperação Paralela (Leis de Newton) Exercício 1. (TAUBATÉ) Um automóvel viaja com velocidade constante de 72km/h em trecho retilíneo de estrada. Pode-se afirmar que a resultante das forças que agem sobre o veículo: (a) é igual à força de atrito que age sobre o veículo. (b) é nula. (c) nunca será nula. (d) é desconhecida pois há falta de dados. Resposta: (b). Exercício 2. (FAU. S. J. CAMPOS) Se você empurrar um objeto sobre um plano horizontal que imagina tão polido como para não oferecer nenhuma oposição ao movimento, você faz com que ele se movimente com uma certa intensidade. No momento em que você solta o objeto: (a) ele para imediatamente. (b) diminui a intensidade da sua velocidade até parar. (c) continua se movimentando, mantendo constante a sua velocidade vetorial. (d) para após uma repentina diminuição da intensidade de sua velocidade. (e) n.r.a. Resposta: (c). Exercício 3. Uma partícula de massa m = 4,0 kg tem movimento retilíneo e acelerado, sob ação de uma única força F, cujo módulo é F = 24,0 N. No instante t = 0 a partícula tem posição s 0 = 15 m e velocidade v 0, cujo módulo é v 0 = 20 m/s. (a) Calcule o módulo da aceleração da partícula. (b) Calcule a velocidade escalar da partícula em t = 2,0 s. (c) Determine a posição da partícula em t = 2,0 s. (a) 6 m/s². (b) 32 m/s. (c) 67 m. Exercício 4. Uma partícula de massa m = 5,0 kg move-se inicialmente em linha reta, livre da ação de forças, com velocidade constante, cujo módulo é v 0 = 24 m/s. A partir de t = 0 aplica-se à partícula uma partícula uma força F, de sentido oposto ao de v 0 e de intensidade F = 20 N.
(a) Calcule o módulo da aceleração da partícula a partir do instante em que foi aplicada F. (b) Em que instante a partícula para? (c) Calcule a distância que a partícula percorre desde o instante em que a força passa a ser aplicada até o instante em que ela para. (a) 4 m/s². (b) 6 s. (c) 72 m. Exercício 5. Consideremos uma partícula de massa m = 2,0 kg, submetida à ação de duas forças F1 e F2, de mesma direção e sentidos opostos, com intensidades respectivamente iguais a 24 N (horizontal para a direita) e 30 N (horizontal para a esquerda). Determine: (a) o módulo da aceleração da partícula; (b) a direção e o sentido da aceleração. (a) 3 m/s². (b) Horizontal para a esquerda. Exercício 6. Consideremos um ponto material de massa m = 5,0 kg em movimento retilíneo e uniformemente variado com a = 3,0 m/s² (horizontal e para a esquerda). Sabe-se que duas forças contribuem para este movimento: uma dita F 1 (horizontal e para direita), de valor desconhecido, e outra F 2 (horizontal e para esquerda) cujo valor é 36 N. Nesta situação, qual a intensidade da força F 1? Resposta: 21 N. Exercício 7. Uma partícula de massa m = 4,0 kg sobe verticalmente, em movimento acelerado, sob ação de apenas duas forças: o seu peso P e uma força vertical para cima (denominada F). Assumindo g = 10 m/s², determine: (a) o módulo do peso da partícula; (b) a aceleração adquirida pela partícula, sabendo que F = 70 N. (a) 40 N. (b) 7,5 m/s². Exercício 8. Um jovem, pensando em suas aulas de Física, resolveu acoplar um ventilador a seu skate para verificar se o mesmo se movimentaria ou não. Ao ligar o ventilador, percebeu, para sua surpresa, que o conjunto se movimentava. Responda: (a) Qual lei física explica este movimento.
(b) Use a lei mencionada no item (a) para explicar por que o movimento foi possível. Exercício 9. Na Rodovia dos Bandeirantes ocorreu um acidente onde um carro de passeio colide com um caminhão carregado que vinha em sentido contrário, ambos trafegando à baixa velocidade. Se é válida a terceira lei de Newton, a força no carro de passeio é igual, em módulo, à força do carro de passeio no caminhão. Entretanto, sabemos que o carro saiu muito mais danificado desta colisão. Por que? Aplicações da 2ª e da 3ª Leis de Newton Bloquinhos Exercício 1. O bloco A, de massa igual a 8 kg, e o bloco B, de massa 5 kg, representados na figura, estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal. Eles são acelerados pela força constante e horizontal F, de módulo igual a 65 N, aplicada ao bloco A, e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível. (b) Calcule o módulo da aceleração (em m/s²) dos blocos. (c) Determine, em N, o valor da força de interação entre os blocos ( F AB ou F BA ). (b) 5 m/s². (c) 25 N. Exercício 2. Na figura abaixo, estão representados dois blocos, A e B, de massas, respectivamente, iguais a 12 kg e 15 kg, sobre uma superfície horizontal. O atrito é desprezível. Os dois blocos estão ligados por um fio de massa desprezível. Sobre o segundo bloco, age uma força horizontal constante de intensidade F = 81,0 N. (b) Calcule o módulo da aceleração (em m/s²) dos blocos. (c) Determine, em N, o valor da força de tração no fio (denominada T ).
(b) 3 m/s². (c) 36 N. Exercício 3. O esquema abaixo representa uma máquina de Atwood que é formada por dois blocos A e B unidos por um fio ideal que passa por uma polia ideal. Os blocos A e B têm massas, respectivamente, m A = 5 kg e m B = 3 kg. O efeito do ar é desprezível e adota-se para a aceleração da gravidade o valor g = 10 m/s². Determine: (a) 2,5 m/s². (b) 37,5 N. (c) 75 N. (a) o módulo da aceleração dos blocos A e B. (b) a intensidade da força que traciona o fio que liga os blocos A e B. (c) o valor da força de tração no fio que liga à polia ao teto. Exercício 4. No esquema da figura, o fio e a polia são ideais e não se considera a resistência do ar e nenhum outro tipo de atrito. O sistema é abandonado do repouso. Os blocos A e B tem, ambos, massas de 3,0 kg. Adote g = 10 m/s². Além disso, considere que: sen 37º = 0,6 e cos 37º = 0,8.
Faça o que se pede: (b) Calcule os valores, em N, das componentes tangencial ( P t ) e normal ( P ) da força peso do bloco A. n (c) Monte a 2ª lei de Newton para cada bloco e determine o valor da aceleração (em m/s²) do sistema. (d) Obtenha o valor da força que traciona o fio. (b) P t 18 N e P n 24 N (c) 2 m/s². (d) 24 N.