Caderno
05
Dinâmica I
Conteúdos
Forças, Tração, Peso, Normal, de Atrito, Lei de Hooke, Dinamômetro e Leis de Newton.
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Do que se Trata?
...
Confira!
As Leis de Newton modificaram a forma como entendemos o que é uma força e a visão do mundo, e possivelmente a sua, de como a realidade funciona.
Neste caderno trataremos deste conjunto de Leis, que constitui o núcleo da Física Clássica, responsável por uma quantidade enorme de ciência desenvolvida pela sua aplicação a diferentes situações físicas.
01
(UFMT Modificado) Avalie os itens abaixo sobre algumas ideias de Aristóteles com relação ao movimento dos corpos.
I. Para Aristóteles, um corpo para quando nenhuma força é exercida sobre ele, o que é coerente com a física newtoniana.
II. Segundo Aristóteles, quando um corpo é arremessado, ele continua a se mover, mesmo sem estar em contato físico com aquilo que o impulsionou, porque o ar continua a empurrá-lo, o que está de acordo com a física newtoniana.
III. De acordo com o pensamento de Aristóteles, um corpo não poderia se mover no vácuo sem o contato físico com um agente que sobre ele exercesse uma força.
IV. Para Aristóteles, um corpo poderia estar em movimento retilíneo uniforme mesmo se nenhuma força fosse exercida sobre ele.
Assim, é correto o que se afirma em
a) III, apenas;
b) I e III, apenas;
c) II e IV, apenas;
d) I, II e IV, apenas;
e) I, II, III e IV.
Resolução Comentada
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INSCRITO
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02
Analise as situações propostas a seguir:
I. Uma lixeira em repouso sobre uma calçada.
II. Um avião em velocidade de cruzeiro, em Movimento Retilíneo e Uniforme.
III. O movimento orbital da Lua ao redor da Terra.
Nessas situações, é possível observar a ação do princípio da inércia:
a) Somente em II;
b) Somente em I e II;
c) Somente em I e III;
d) Somente em II e III;
e) Em todas as situações.
03
Em um aeroporto é preciso que um avião atinja uma determinada velocidade para, enfim, levantar voo. O tempo para tanto, depende da aceleração de cada avião. Na tabela são apresentadas as massas, as forças aplicadas pelas turbinas e as acelerações de algumas aeronaves.
A partir dessas informações são feitas as seguintes afirmações:
I. Para o avião 3, 2a é o valor de sua aceleração.
II. Os aviões 2 e 3 tem acelerações iguais.
III. Para o avião 4, 4a é o valor de sua aceleração.
Assim, é correto o que se afirma em:
a) III, apenas.
b) I e III, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
Avião
Massa
Força
Aceleração
1
m
F
a
2
2m
F
_
3
m
2F
_
4
m/2
2F
_
04
Um carro de 2 milhões de dólares, é a homenagem da Mclaren ao campeão Ayrton Senna, carro que partindo do repouso atinge, após percorrer 45 metros, a velocidade de 108 km/h. Supondo que a massa total do veículo seja de 1200 Kg, determine:
a) a aceleração média do carro até atingir a velocidade de 108 km/h;
b) a força total a que ele esteve submetido durante o movimento descrito.
05
Em uma luta de boxe, pelo cinturão da categoria dos Físicos, os juízes devem declarar o vencedor seguindo dois critérios, por ordem de prioridade:
1. Intensidade do Golpe: Vence aquele que aplicar a força mais intensa no adversário;
2. Tomar a Inciativa: Vence aquele que aplicar primeiro o golpe.
Considerando que houve um nocaute, os juízes devem declarar que:
a) a luta terminou empatada.
b) o vencedor é aquele que aplicou o nocaute.
c) o vencedor é aquele que ficou com o rosto menos machucado.
d) o vencedor é aquele que aplicou a força mais intensa, mesmo que tenha sofrido o nocaute.
e) o vencedor é aquele que deu o primeiro golpe, pois as forças tem sempre as mesmas intensidades.
06
Com relação à massa e ao peso de uma astronauta, que, segundo informações da agência espacial tem 50 kg, sendo a aceleração da gravidade nas superfícies da Terra, de 10 m/s2, e da Lua, de 1,6 m/s2, são feitas as seguintes afirmações:
I. Seu peso na Terra é de 500 N.
II. A massa na Terra e na Lua é a mesma, de 50 Kg.
III. Seu peso na Lua é igual a 8 N.
Assim, é correto o que se afirma em
a) Em I, apenas.
b) Em I e II, apenas.
c) Em I e III, apenas.
d) Em II e III, apenas.
e) Em todas as situações.
07
As vezes deparamos com situações em que forças são exercidas nos corpos, fazendo-se uso de fios. Com relação às duas situações apresentadas abaixo, avalie a intensidade da tração em cada um desses fios.
a) Qual a indicação do dinamômetro, no cabo de guerra da situação I, onde cada menino aplica uma força de 20 kgf?
b) Para o lustre da situação II, composto por 3 luminárias, com peso igual a 10 N, cada, qual o valor da tração em cada um dos fios?
Situação I
Situação II
08
Em relação à força normal são feitas as seguintes afirmações:
I. Força de reação que aparece quando um corpo é apoiado ou exerce uma força contra alguma superfície.
II. Seu valor é igual ao peso do corpo e, por isso, se anulam.
III. Tem direção vertical e sentido para cima.
Assim, é correto o que se afirma:
a) Somente em I.
b) Somente em I e II.
c) Somente em I e III.
d) Somente em II e III.
e) Em todas as situações.
09
Em uma farmácia, uma pessoa, de 70 kg, sobe em uma balança para ter uma ideia de seu ‘peso’. No entanto, desatenta, ao se pesar, o faz apoiada em uma bengala, exercendo nesta uma força vertical para baixo de 20 kgf. A bengala está colocada sobre o piso da farmácia, não sobre a balança. Assim, com a pessoa em repouso, a leitura da balança é de:
a) zero.
b) 20 kgf.
c) 50 kgf.
d) 70 kgf.
e) 90 kgf.
10
Um corpo de massa 100 kg se encontra em repouso sobre um plano horizontal que possui coeficientes de atrito estático e dinâmico respectivamente iguais a 0,4 e 0,3. Aplicamos neste corpo uma força de intensidade F, que aumenta conforme a tabela. Assim, complete a tabela indicando para cada valor aplicado, o correspondente valor da força de atrito, da aceleração e ainda se o corpo entra em movimento ou se permanece em repouso (Dados: g = 10 m/s2).
Força (N)
Força de Atrito (N)
Aceleração (m/s2)
Repouso ou Movimento
200
400
600
11
Uma caixa solta na carroceria de um veículo pode deslizar e bater na cabine, no caso de uma freada. Por isso, os veículos de uma empresa devem trafegar a uma velocidade limite, na qual seria possível para-los entre o amarelo e o vermelho, em 3 segundos, sem que uma caixa de 200 kg, escorregue. Sendo o coeficiente de atrito entre as superfícies de 0,4, qual deve ser essa velocidade limite?
(Adote g = 10 m/s2)
12
O gráfico relaciona as deformações sofridas por duas molas, A e B, em função das intensidades das forças aplicadas a elas. Considerando que, no intervalo apresentado, elas permaneçam no regime elástico, a partir desses resultados, são feitas as seguintes afirmações:
I. Submetida a uma força de 25 N, a mola A deforma 2,5 cm.
II. A mola B tem constante elástica (k) igual a 10 N/cm.
III. Com maior valor de k, a mola B é mais rígida que a mola A.
Sobre essas afirmações, está correto o que se afirma em:
a) I e III.
b) I e II.
c) II e III.
d) Apenas I.
e) Apenas II.
13
De acordo com a dinâmica newtoniana, sem resistência do ar, objetos de massas diferentes, soltos de uma mesma altura, na superfície da Terra:
a) chegam juntos ao solo, pois estão submetidos à mesma força;
b) chegam juntos ao solo, pois estão submetidos à mesma aceleração de queda;
c) por estar submetido a uma maior força, o corpo de maior massa chega primeiro ao solo;
d) por estar submetido a uma maior aceleração, o corpo de maior massa chega primeiro ao solo;
e) por atingir uma velocidade limite de queda maior, o corpo de maior massa chega primeiro ao solo.
Respostas
01. Letra A (I e II estão corretas conforme o pensamento aristotélico, mas não estão de acordo com o pensamento atual, conforme a física newtoniana; o item IV trata da inércia, a persistência do movimento mesmo sem a aplicação de forças, algo impossível segundo Aristóteles).
02. Letra B.
03. Letra B.
04. a) 10 m/s2; b) 12000 N.
05. Letra A.
06. Letra B.
07. a) 20 Kgf; b) 30 N, 20 N e 10 N, respectivamente.
08. Letra A.
09. Letra C.
10. Para uma força de 200 N, o corpo permanece em repouso e, portanto, não tem aceleração (a = 0). Para uma força de 400 N, o corpo ainda permanece em repouso. Agora, com uma força de 600 N o corpo entra em movimento e adquire uma aceleração de 3 m/s2.
11. 12 m/s.
12. Letra C.
13. Letra B.