Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton 1. (UTFPR 2012) Associe a Coluna I (Afirmação) com a Coluna II (Lei Física). Coluna I – Afirmação 1. Quando um garoto joga um carrinho, para que ele se desloque pelo chão, faz com que este adquira uma aceleração. 2. Uma pessoa tropeça e cai batendo no chão. A pessoa se machuca porque o chão bate na pessoa. 3. Um garoto está andando com um skate, quando o skate bate numa pedra parando. O garoto é, então, lançado para frente. Coluna II – Lei Física ( ) 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação). ( ) 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia). ( ) 2ª Lei de Newton (F= m ⋅ a). A ordem correta das respostas da Coluna II, de cima para baixo, é: a) 1, 2 e 3. b) 3, 2 e 1. c) 1, 3 e 2. d) 2, 3 e 1. e) 3, 1 e 2. Resposta: [D] Afirmação 1: relacionada à 2ª Lei de Newton (Lei Fundamental da Dinâmica), pois a resultante das forças aplicadas sobre o carrinho no seu lançamento faz com que ele adquira aceleração. Afirmação 2: relacionada à 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação). A pessoa bate no chão, o chão reage e bate na pessoa. Afirmação 3: relacionada à 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia). Há uma imprecisão nessa afirmação, pois o garoto não é lançado, mas, sim, continua em movimento, por Inércia. Assim, a correspondência correta é: ( 2 ) 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação). ( 3 ) 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia). ( 1 ) 2ª Lei de Newton (F= m ⋅ a). 2. (Uespi 2012) Três livros idênticos, de peso 8 N cada, encontram-se em repouso sobre uma superfície horizontal (ver figura). Qual é o módulo da força que o livro 2 exerce no livro 1? a) zero b) 4 N c) 8 N d) 16 N e) 24 N Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton Resposta: [D] Consideremos que os livros 2 e 3 formem um único corpo de peso 16 N. A normal que o livro 1 exerce no livro 2 (N12 ) deve equilibrar o peso desse corpo. Portanto: N12 = 16 N. Pelo princípio da Ação-reação, o livro 2 exerce no livro 1 uma força de mesma intensidade, em sentido oposto. Assim: = N= 21 N 12 16 N. 3. (Ufrn 2012) Em Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que envolvem conceitos de Física e que, inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física. Considere a tirinha envolvendo a “Turma da Mônica”, mostrada a seguir. Supondo que o sistema se 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 sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda formam um par ação-reação. b) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. c) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. d) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão formam um par ação-reação. Resposta: [C] A Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton) afirma que as forças do par Ação-Reação: - São da mesma interação (Mônica-corda); - Agem em corpos diferentes (uma na Mônica e a outra na corda), portanto não se equilibram, pois agem em corpos diferentes; - São recíprocas (Mônica na corda/corda na Mônica) e simultâneas; - Têm mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos. Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton 4. (IFSC 2012) A força de reação normal é uma força que surge quando existe contato entre o corpo e uma superfície, sendo definida como uma força de reação da superfície sobre a compressão que o corpo exerce sobre esta superfície. Abaixo temos quatro situações, com os respectivos diagramas de forças. Analise a representação da Força de Reação Normal (N) em cada uma das situações. Assinale a alternativa CORRETA. a) A força de reação normal está corretamente representada em I, II e IV. b) A força de reação normal está corretamente representada em I, II e III. c) A força de reação normal está corretamente representada em I, III e IV. d) A força de reação normal está corretamente representada em II, III e IV. e) A força de reação normal está corretamente representada em todas as situações. Resposta: [A] A força normal tem sempre direção perpendicular à superfície de apoio, no sentido de evitar a penetração do corpo na superfície, o que não se verifica apenas na situação III. 5. (Enem 2012) Durante uma faxina, a mãe pediu que o filho a ajudasse, deslocando um móvel para mudá-lo de lugar. Para escapar da tarefa, o filho disse ter aprendido na escola que não poderia puxar o móvel, pois a Terceira Lei de Newton define que se puxar o móvel, o móvel o puxará igualmente de volta, e assim não conseguirá exercer uma força que possa colocá-lo em movimento. Qual argumento a mãe utilizará para apontar o erro de interpretação do garoto? a) A força de ação é aquela exercida pelo garoto. b) A força resultante sobre o móvel é sempre nula. c) As forças que o chão exerce sobre o garoto se anulam. d) A força de ação é um pouco maior que a força de reação. e) O par de forças de ação e reação não atua em um mesmo corpo. Resposta: [E] Ação e reação são forças de mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, porém, não se equilibram, pois não atuam no mesmo corpo. Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton 6. (CFTMG 2012) Na figura, os blocos A e B, com massas iguais a 5 e 20 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 2 bloco A, em m/s , é igual a a) 1,0. b) 2,0. c) 3,0. d) 4,0. Resposta: [B] Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica: PA = (mA + mB ) a ⇒ 2 (10 ) = (2 + 8) a ⇒ a = 2 m / s2 . 7. (Uftm 2011) Após a cobrança de uma falta, num jogo de futebol, a bola chutada acerta violentamente o rosto de um zagueiro. A foto mostra o instante em que a bola encontra-se muito deformada devido às forças trocadas entre ela e o rosto do jogador. A respeito dessa situação são feitas as seguintes afirmações: I. A força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm direções iguais, sentidos opostos e intensidades iguais, porém, não se anulam. Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton II. A força aplicada pelo rosto na bola é mais intensa do que a aplicada pela bola no rosto, uma vez que a bola está mais deformada do que o rosto. III. A força aplicada pelo rosto na bola atua durante mais tempo do que a aplicada pela bola no rosto, o que explica a inversão do sentido do movimento da bola. IV. A força de reação aplicada pela bola no rosto é a força aplicada pela cabeça no pescoço do jogador, que surge como consequência do impacto. É correto o contido apenas em a) I. b) I e III. c) I e IV. d) II e IV. e) II, III e IV. Resposta: [A] As forças de ação e reação: – são da mesma interação; – são simultâneas e recíprocas; – Não se equilibram, pois agem em corpos diferentes, – são do mesmo tipo (campo-campo ou contato/contato) – têm mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos; 8. (UFU 2011) Um objeto é lançado verticalmente na atmosfera terrestre. A velocidade do objeto, a aceleração gravitacional e a resistência do ar estão representadas pelos vetores ν, g e fatrito , e , respectivamente. Considerando apenas estas três grandezas físicas no movimento vertical do objeto, assinale a alternativa correta. a) b) c) Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton d) e) Resposta: [A] A gravidade é sempre vertical para baixo. A velocidade tem o sentido do movimento. A força de resistência do ar é contrária ao movimento. 9. (Udesc 2011) A Figura a seguir mostra uma caixa de madeira que desliza para baixo com velocidade constante sobre o plano inclinado, sob a ação das seguintes forças: peso, normal e de atrito. Assinale a alternativa que representa corretamente o esquema das forças exercidas sobre a caixa de madeira. a) b) c) d) Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton e) Resposta: [E] Peso: vertical para baixo. Normal: perpendicular ao plano. Atrito: contrária ao deslizamento. 10. (Ufsc 2011) No urbanismo e na arquitetura, a questão da acessiblidade tem recebido grande atenção nas últimas décadas, preocupação que pode ser verificada pela elaboração de normas para regulamentar a acessibilidade. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), por meio da norma NBR 9050 elaborada no Comitê Brasileiro de Acessibilidade, define: - Acessibilidade: Possibilidade e condição de alcance, percepção e entendimento para a utilização com segurança e autonomia de edificações, espaço, mobiliário, equipamento urbano e elementos. - Rampa: Inclinação da superfície de piso, longitudinal ao sentido de caminhamento. Consideram-se rampas aquelas com declividade igual ou superior a 5%. A figura apresenta uma rampa com 5% de inclinação, sobre a qual se encontra uma pessoa em pé e parada. Para facilitar a visualização, o desenho não está apresentado em escala. A inclinação das rampas deve ser calculada segundo a seguinte equação: i é a inclinação, em porcentagem; h ⋅ 100 i= ,na qual: h é a altura do desnível; c c é o comprimento da projeção horizontal da rampa Considerando as informações acima apresentadas: a) Desenhe e identifique as forças que atuam sobre a pessoa. b) Identifique o tipo de atrito que existe entre a pessoa e a rampa para que ela possa caminhar com segurança sobre a mesma. Exercício de Fixação Prof.: Hildegarton c) Determine o coeficiente de atrito mínimo para que a pessoa não deslize ao caminhar nesta rampa. Mostre explicitamente o raciocínio matemático utilizado, que deve ser fundamentado em princípios físicos. Resposta: () ( ) v v a) Sobre o homem agem duas forças: A força exercida pala rampa F e o peso P . b) Atrito estático, pois não há escorregamento. c) = P= m gcos α N y = Px m g senα Consideremos a pessoa na iminência de escorregar: A componente de atrito deve equilibrar a componente tangencial do peso. F= Px ⇒ µ N= m g senα µ= tgα ⇒ µ= h . c ⇒ µ m g cos α= m g senα ⇒