Lista 1 - Liceu Franco

COLÉGIO FRANCO-BRASILEIRO
NOME:
PROFESSOR(A):
N°:
SÉRIE: 1º
TURMA:
DATA:
/
LISTA DE EXERCÍCIOS PARA RECUPERAÇÃO DE FÍSICA 1
1. Em um trecho retilíneo e horizontal de uma ferrovia, uma composição constituída por uma
locomotiva e 20 vagões idênticos partiu do repouso e, em 2 minutos, atingiu a velocidade de 12 m/s. Ao
longo de todo o percurso, um dinamômetro ideal acoplado à locomotiva e ao primeiro vagão indicou
uma força de módulo constante e igual a 120 000 N.
Considere que uma força total de resistência ao movimento, horizontal e de intensidade média
correspondente a 3% do peso do conjunto formado pelos 20 vagões, atuou sobre eles nesse trecho.
2
Adotando g = 10 m/s , calcule a distância percorrida pela frente da locomotiva, desde o repouso até
atingir a velocidade de 12 m/s, e a massa de cada vagão da composição.
2. Duas únicas forças, uma de 3 N e outra de 4 N, atuam sobre uma massa puntiforme. Sobre o
módulo da aceleração dessa massa, é correto afirmar-se que
a) é o menor possível se os dois vetores força forem perpendiculares entre si.
b) é o maior possível se os dois vetores força tiverem mesma direção e mesmo sentido.
c) é o maior possível se os dois vetores força tiverem mesma direção e sentidos contrários.
d) é o menor possível se os dois vetores força tiverem mesma direção e mesmo sentido.
3. Uma criança desliza em um tobogã muito longo, com uma aceleração constante. Em um segundo
momento, um adulto, com o triplo do peso da criança, desliza por esse mesmo tobogã, com aceleração
também constante. Trate os corpos do adulto e da criança como massas puntiformes e despreze todos
os atritos. A razão entre a aceleração do adulto e a da criança durante o deslizamento é
a) 1.
b) 2.
c) 1/3.
d) 4.
4. Dois cubos de mesma densidade e tamanhos diferentes repousam sobre uma mesa horizontal e
mantêm contato entre si por uma de suas faces. A aresta de um dos cubos mede o dobro da aresta do
outro. Em um dado instante, uma força constante F, horizontal, é aplicada sobre o cubo menor que,
por sua vez, empurra o maior, conforme a figura a seguir.
Despreze todos os atritos. A razão entre o módulo de F e o módulo da força de contato entre os cubos
é
a) 8.
b) 2.
c) 1/8.
d) 9/8.
/ 2014
5. O bungee jump é um esporte radical no qual uma pessoa salta no ar amarrada pelos tornozelos ou
pela cintura a uma corda elástica.
Considere que a corda elástica tenha comprimento natural (não deformada) de 10 m. Depois de saltar,
no instante em que a pessoa passa pela posição A, a corda está totalmente na vertical e com seu
comprimento natural. A partir daí, a corda é alongada, isto é, tem seu comprimento crescente até que a
pessoa atinja a posição B, onde para instantaneamente, com a corda deformada ao máximo.
Desprezando a resistência do ar, é correto afirmar que, enquanto a pessoa está descendo pela
primeira vez depois de saltar, ela
a) atinge sua máxima velocidade escalar quando passa pela posição A.
b) desenvolve um movimento retardado desde a posição A até a posição B.
c) movimenta-se entre A e B com aceleração, em módulo, igual à da gravidade local.
d) tem aceleração nula na posição B.
e) atinge sua máxima velocidade escalar numa posição entre A e B.
6. 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)
d)
7. Alguns conceitos de física aparecem comumente no cotidiano e são equivocadamente interpretados.
Com relação a esse fato, o conceito correto é o seguinte:
a) calor é energia térmica em trânsito, enquanto temperatura caracteriza a energia térmica de um
sistema em equilíbrio.
b) energia é a medida de uma força atuando sobre um determinado corpo em movimento.
c) massa é a medida de inércia, enquanto peso é a intensidade da força gravitacional.
d) movimento e repouso são consequências da velocidade uniforme de um corpo material.
8. (Ufpa 2013) Na Amazônia, devido ao seu enorme potencial hídrico, o transporte de grandes cargas
é realizado por balsas que são empurradas por rebocadores potentes. Suponha que se quer
transportar duas balsas carregadas, uma maior de massa M e outra menor de massa m (m<M), que
devem ser empurradas juntas por um mesmo rebocador, e considere a figura abaixo que mostra duas
configurações (A e B) possíveis para este transporte. Na configuração A, o rebocador exerce sobre a
balsa uma força de intensidade Fa, e a intensidade das forças exercidas mutuamente entre as balsas é
fa. Analogamente, na configuração B o rebocador exerce sobre a balsa uma força de intensidade F b, e
a intensidade das forças exercidas mutuamente entre as balsas é f b.
Considerando uma aceleração constante impressa pelo rebocador e desconsiderando quaisquer outras
forças, é correto afirmar que
a) FA=FB e fa=fb
b) FA>FB e fa=fb
c) FA<FB e fa>fb
d) FA=FB e fa<fb
e) FA=FB e fa>fb
9. Em um dia sem vento, ao saltar de um avião, um paraquedista cai verticalmente até atingir a
velocidade limite. No instante em que o paraquedas é aberto (instante TA), ocorre a diminuição de sua
velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do paraquedas, ele passa a ter velocidade de
queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança.
Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista, durante o seu movimento de queda?
a)
b)
c)
d)
e)
10. A figura a seguir ilustra dois blocos A e B de massas MA  2,0 kg e MB  1,0 kg. Não existe atrito
entre o bloco B e a superfície horizontal, mas há atrito entre os blocos. Os blocos se movem com
2
aceleração de 2,0 m/s ao longo da horizontal, sem que haja deslizamento relativo entre eles. Se
sen θ  0,60 e cos θ  0,80, qual o módulo, em newtons, da força F aplicada no bloco A?
11. (Upe 2013) Suponha um bloco de massa m = 2 kg inicialmente em repouso sobre um plano
horizontal sem atrito. Uma força F = 16 N é aplicada sobre o bloco, conforme mostra a figura a seguir.
Qual é a intensidade da reação normal do plano de apoio e a aceleração do bloco, respectivamente,
2
sabendo-se que sen 60° = 0,85, cos 60° = 0,50 e g = 10 m/s ?
2
a) 6,4 N e 4 m/s
2
b) 13, 6 N e 4 m/s
2
c) 20,0 N e 8 m/s
2
d) 16,0 N e 8 m/s
2
e) 8,00 N e 8 m/s
12. Duas esferas metálicas idênticas estão carregadas com cargas elétricas de sinais iguais e módulos
diferentes e se encontram situadas no vácuo, separadas uma da outra por uma distância x. Sobre a
forca elétrica, que atua em cada uma destas esferas, tem-se que são
a) iguais em módulo e possuem sentidos opostos.
b) iguais em módulo e possuem o mesmo sentido.
c) diferentes em módulo e possuem sentidos opostos.
d) diferentes em módulo e possuem o mesmo sentido.
13. Sobre uma superfície sem atrito, há um bloco de massa m 1 = 4,0 kg sobre o qual está apoiado um
bloco menor de massa m 2 = 1,0 kg. Uma corda puxa o bloco menor com uma força horizontal F de
módulo 10 N, como mostrado na figura abaixo, e observa-se que nesta situação os dois blocos movemse juntos.
A força de atrito existente entre as superfícies dos blocos vale em Newtons:
a) 10
b) 2,0
c) 40
d) 13
e) 8,0
14. A figura representa dois alpinistas A e B, em que B, tendo atingido o cume da montanha, puxa A
por uma corda, ajudando-o a terminar a escalada. O alpinista A pesa 1 000 N e está em equilíbrio na
encosta da montanha, com tendência de deslizar num ponto de inclinação de 60° com a horizontal (sen
60° = 0,87 e cos 60° = 0,50); há atrito de coeficiente 0,1 entre os pés de A e a rocha. No ponto P, o
alpinista fixa uma roldana que tem a função exclusiva de desviar a direção da corda.
A componente horizontal da força que B exerce sobre o solo horizontal na situação descrita, tem
intensidade, em N,
a) 380.
b) 430.
c) 500.
d) 820.
e) 920.
15. A força de resistência do ar sobre um corpo, independentemente de sua massa, é proporcional ao
2
quadrado de sua velocidade, conforme indica a expressão matemática a seguir: F ar = 0,4 V . Nesse
caso, V é a velocidade do corpo em m/s e Far a força de resistência do ar em N. A máxima velocidade
de um corpo, ao ser tracionado para frente com uma força constante de 10 N, será a seguinte:
a) 2,0 m/s.
b) 2,5 m/s.
c) 5,0 m/s.
d) 7,5 m/s.
e) 10,0 m/s.
16. 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.
17. 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.
18. Um halterofilista segura, por um curto intervalo de tempo, um haltere em equilíbrio, conforme indica
a figura. As forças indicadas não estão necessariamente representadas em escala. Assim,
F1 representa a força do atleta sobre o haltere;
F2 representa o peso do haltere;
F3 representa a força do solo sobre o atleta e o haltere;
F4 representa o peso do atleta.
São forças de mesmo módulo:
a) F1 e F3 .
b) F1 e F4 .
c) F3 e F4 .
d) F1 e (F3  F4 ).
e) F2 e F3 .
19. A figura a seguir ilustra duas pessoas (representadas por círculos), uma em cada margem de um
rio, puxando um bote de massa 600 kg através de cordas ideais paralelas ao solo. Neste instante, o
ângulo que cada corda faz com a direção da correnteza do rio vale θ = 37°, o módulo da força de
2
tensão em cada corda é F = 80 N, e o bote possui aceleração de módulo 0,02 m/s , no sentido
contrário ao da correnteza (o sentido da correnteza está indicado por setas tracejadas). Considerando
sen(37°) = 0,6 e cos(37°) = 0,8, qual é o módulo da força que a correnteza exerce no bote?
a) 18 N
b) 24 N
c) 62 N
d) 116 N
e) 138 N
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Dois blocos, de massas m 1=3,0 kg e m2=1,0 kg, ligados por um fio inextensível, podem deslizar sem
atrito sobre um plano horizontal. Esses blocos são puxados por uma força horizontal F de módulo F=6
N, conforme a figura a seguir.
(Desconsidere a massa do fio).
20. As forças resultantes sobre m 1 e m2 são, respectivamente,
a) 3,0 N e 1,5 N.
b) 4,5 N e 1,5 N.
c) 4,5 N e 3,0 N.
d) 6,0 N e 3,0 N.
e) 6,0 N e 4,5 N.
21. No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade
constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão
indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro.
O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra:
a) P
b) Q
c) R
d) S
22. Na preparação para a competição “O Homem mais Forte do Mundo”, um dedicado atleta improvisa
seu treinamento, fazendo uso de cordas resistentes, de dois cavalos do mesmo porte e de uma árvore.
As modalidades de treinamento são apresentadas nas figuras ao lado, onde são indicadas as tensões
nas cordas que o atleta segura.
Suponha que os cavalos exerçam forças idênticas em todas as situações, que todas as cordas estejam
na horizontal, e considere desprezíveis a massa das cordas e o atrito entre o atleta e o chão.
Assinale, dentre as alternativas abaixo, aquela que descreve as relações entre as tensões nas cordas
quando os conjuntos estão em equilíbrio.
A
A
B
B
C
C
a) T 1 = T 2 = T 1 = T 2 = T 1 = T 2
A
A
B
B
C
C
b) (T 1 = T 2) < (T 1 = T 2) < (T 1 = T 2)
A
B
B
C
A
C
c) (T 2 = T 1 = T 2) < T 2 < (T 1 = T 1)
A
A
B
B
C
C
d) (T 1 = T 2 = T 1 = T 2) < (T 1 = T 2)
A
C
A
B
B
C
e) (T 1 = T 1) < (T 2 = T 2 = T 1) < T 2
23. Um patinador cujo peso total é 800 N, incluindo os patins, está parado em uma pista de patinação
em gelo. Ao receber um empurrão, ele começa a se deslocar.
A força de atrito entre as lâminas dos patins e a pista, durante o deslocamento, é constante e tem
módulo igual a 40 N.
Estime a aceleração do patinador imediatamente após o início do deslocamento.
24. A figura abaixo mostra um bloco de massa M que é arrastado a partir do repouso, por um cabo,
quando uma força de módulo F é aplicada. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a horizontal
é  . Considerando que o módulo da aceleração da gravidade é g, a velocidade do bloco em função do
tempo,V(t), durante a atuação de F, é igual a
F
 gt.
M
b) Ft  gt.
a)
F
t  gt.
M
F
d) t  g.
M
c)
25. Observe a tirinha
Uma garota de 50 kg está em um elevador sobre uma balança calibrada em newtons. O elevador
move-se verticalmente, com aceleração para cima na subida e com aceleração para baixo na descida.
O módulo da aceleração é constante e igual a 2m / s2 em ambas situações. Considerando
g  10m / s2 , a diferença, em newtons, entre o peso aparente da garota, indicado na balança, quando
o elevador sobe e quando o elevador desce, é igual a
a) 50.
b) 100.
c) 150.
d) 200.
e) 250.
26. 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)
e)
27. Nesta figura, está representado um balão dirigível, que voa para a direita, em altitude constante e
com velocidade v, também constante:
Sobre o balão, atuam as seguintes forças: o peso P, o empuxo E, a resistência do ar R e a força M,
que é devida à propulsão dos motores.
Assinale a alternativa que apresenta o diagrama de forças em que estão mais bem representadas as
forças que atuam sobre esse balão.
a)
b)
c)
d)
28. Entre os poucos animais que desenvolveram o “paraquedismo” está o sapo voador de Bornéu –
Rhacophorus dulitensis, apresentado na figura a seguir.
Na ilustração, Fa e m g são, respectivamente, a força de resistência do ar e a força peso.
Considerando que esse animal tenha se atirado do alto de uma árvore em direção ao solo, o seu
paraquedas será utilizado e, durante sua queda,
a) as suas membranas interdigitais nas patas favorecem o aumento da força de resistência do ar, haja
vista que elas aumentam a área de contato com o ar.
b) a resultante das forças que atuam sobre ele tenderá a se tornar nula, levando-o, necessariamente,
ao repouso no ar.
c) a sua velocidade tenderá a um valor limite, chamada de velocidade terminal, independentemente da
resistência do ar.
d) a sua aceleração será nula em todo o percurso, independentemente da resistência do ar.
29. Os blocos A e B a seguir repousam sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa. Em uma
primeira experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a
direita sobre o bloco A, e observa-se que o bloco B fica sujeito a uma força de intensidade f 1. Em uma
segunda experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a
esquerda sobre o bloco B, e observa-se que o bloco A fica sujeito a uma força de intensidade f 2. Sendo
o valor da massa do bloco A triplo do valor da massa do bloco B, a relação
a) 3
b) 2
c) 1
d)
1
2
f1
vale
f2
e)
1
3
30. Considere dois blocos empilhados, A e B, de massas mA = 1,0 kg e mB = 2,0 kg. Com a aplicação
de uma força horizontal F sobre o bloco A, o conjunto move-se sem ocorrer deslizamento entre os
blocos. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies dos blocos A e B é igual a 0,60, e não há
atrito entre o bloco B e a superfície horizontal. Determine o valor máximo do módulo da força F , em
newtons, para que não ocorra deslizamento entre os blocos.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Um cubo de massa 1,0 Kg, maciço e homogêneo, está em repouso sobre uma superfície plana
horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o cubo e a superfície valem,
respectivamente, 0,30 e 0,25. Uma força F, horizontal, é então aplicada sobre o centro de massa do
cubo.
2
(Considere o módulo de aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s .)
31. Se a intensidade da força F é igual a 6,0 N, o cubo sofre uma aceleração cujo módulo é igual a
2
a) 0,0 m/s .
2
b) 2,5 m/s .
2
c) 3,5 m/s .
2
d) 6,0 m/s .
2
e) 10,0 m/s .
32. Dois blocos A e B, de massas mA  1,5 kg e mB  0,5 kg, respectivamente, estão dispostos de
forma que o bloco B está sobre o bloco A e este último sobre uma superfície horizontal sem atrito. O
coeficiente de atrito estático entre os blocos é   0,4.
Considerando g  10 m/s2 , qual é a maior força que pode ser aplicada horizontalmente sobre o bloco
A, de tal forma que os dois blocos se movam juntos?
a) 4 N
b) 8 N
c) 16 N
d) 32 N
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo, pressionando
perpendicularmente uma parede, com uma força de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração
a seguir.
33. Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo, pressionando
perpendicularmente uma parede, com uma força de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração
a seguir.
A melhor representação gráfica para as distintas forças externas que atuam sobre a pessoa está
indicada em:
a)
b)
c)
d)
34. Um bloco de 5 kg e um bloco de 10 kg deslizam por um plano inclinado sem atrito. Pode-se afirmar
que:
a) ambos têm a mesma aceleração.
b) o bloco de 5 kg tem o dobro da aceleração do bloco de 10 kg.
c) o bloco de 10 kg tem o dobro da aceleração do bloco de 5 kg.
d) a aceleração dos blocos depende da força normal do plano sobre eles.
35. As figuras a seguir mostram três instantes do movimento de uma bola que foi atirada para cima por
um malabarista:
I - quando a bola estava subindo;
II - quando a bola estava no ponto mais alto de sua trajetória;
III - quando a bola estava descendo.
Desprezando a resistência do ar, marque a alternativa que melhor representa as forças que atuam na
bola nesses três instantes.
Gabarito:
Resposta da questão 1:
- Distância percorrida (D) até atingir 12 m/s.
Dados: v0 = 0; v = 12 m/s; t  2 min  120 s.
v  v0
12  0
D
t  D 
 120  6  120 
2
2
D  720 m.
- Massa (m) de cada vagão.
Dados:
M  20 m; Fr  3% PT  0,03 M g  0,03  20 m 10   Fr  6 m; v 0  0; v  12 m / s;
t  2 min  120 s; F  120 000 N
Calculando o módulo da aceleração (a):
v v  v0 12  0
a


 a  0,1 m/s2.
t
t
120
Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica:
R  M a  F  Fr  M a  F  6 m  20 m a 
120 000  6 m  20 m  0,1 
120 000  8 m 
m  15 000 kg.
Resposta da questão 2:
[B]
A resultante de duas forças tem módulo máximo quando elas têm mesmo sentido; e módulo mínimo
quando elas têm sentidos opostos. Para esse caso.
Rmáx  3  4  Rmáx  7 N.



Rmín  4  3  Rmín  1 N.
De acordo com o Princípio Fundamental da Dinâmica:
R
Rm a  a .
m
A aceleração tem módulo máximo quando a resultante tem intensidade máxima, portanto, quando as
forças têm mesma direção e mesmo sentido.
Comentário: massa é uma grandeza física e não um objeto, como sugere o enunciado. Existe um
corpo puntiforme, um objeto puntiforme ou uma partícula. A massa é uma grandeza física associada à
quantidade de matéria existente no corpo, no objeto ou na partícula.
Resposta da questão 3:
[A]
A figura mostra as forças que agem sobre o bloco e as componentes do peso.
Na direção paralela ao plano inclinado, a resultante é a componente tangencial do peso.
Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica:
Px  m a  m g sen θ  m a  a  g sen θ.
Como se pode notar, a intensidade da aceleração independe da massa, tendo o mesmo valor para a
criança e para o adulto. Assim:
aadulto
 1.
acriança
Resposta da questão 4:
[D]
Chamemos de A e B os blocos de menor e maior massa, respectivamente. Sendo d a densidade dos
blocos e a a aresta do bloco A, temos:
m  d a3
m
 A
d
m  d V
 mB  8 mA .
3
3
V
m

d
2
a

8
d
a



 B
Sendo FAB a intensidade da força de contato entre os blocos, aplicando o Princípio Fundamental da
Dinâmica, vem:
F   mA  mB  a  F   mA  8 mA  a  F  9 mA a
9 mA a 
 F


FAB  mB a  FAB  8 mA a
FAB 8 mA a
F
9
 .
FAB 8
Resposta da questão 5:
[E]
A velocidade atinge seu valor máximo num ponto entre A e B, quando a peso e a força elástica têm
mesma intensidade.
Resposta da questão 6:
[A]
Após o lançamento, a única força que age sobre a bola é seu próprio peso, vertical e para baixo.
Resposta da questão 7:
[C]
Inércia é a resistência natural que um corpo oferece quando se tenta alterar seu estado de movimento
ou de repouso. A medida da Inércia de um corpo é sua massa. Peso é a força que o campo
gravitacional local aplica no corpo.
Resposta da questão 8:
[D]
Sendo M > m, aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica às duas configurações, vem:
FA  M  m  a
A
fa  m a

FB   m  M a
B
fb  M a
Resposta da questão 9:
[B]
FA  FB

fb  fa
No início da queda, a única força atuante sobre o paraquedista (homem + paraquedas) é apenas o
peso [para baixo (+)]. À medida que acelera, aumenta a força de resistência do ar, até que a resultante
se anula, quando é atingida a velocidade limite. No instante (T A) em que o paraquedas é aberto, a força
de resistência do ar aumenta abruptamente, ficando mais intensa que o peso, invertendo o sentido da
resultante [para cima (-)]. O movimento passa a ser retardado até ser atingida a nova velocidade limite,
quando a resultante volta a ser nula.
Resposta da questão 10:
10.
Aceleração do sistema deve-se a componente horizontal (Fx) da força F . Assim:
Fx  MA  MB  a  F sen θ  MA  MB  a 
F
MA  MB  a
sen θ
 F
 2  1 2
0,6

6
0,6

F  10 N.
Resposta da questão 11:
[A]
A figura abaixo mostra as forças que agem no bloco.
As forças verticais anulam-se. Ou seja:
N  Fsen60  P  N  16x0,85  20  N  20  13,6  6,4N
Na horizontal FR  ma  Fcos60  ma  16x0,5  2a  a  4,0 m/s2
Resposta da questão 12:
[A]
Essas forças formam um par ação-reação, portanto têm: mesmo módulo, mesma direção e sentidos
opostos.
Resposta da questão 13:
[E]
A força F acelera o conjunto.
FR  ma  10  5a  a  2,0m / s2
A força de atrito acelera o bloco de baixo.
Fat  ma  Fat  4x2  8,0N
Resposta da questão 14:
[D]
As figuras mostram as forças agindo no alpinista A na direção da tendência de escorregamento (x) e
direção perpendicular à superfície de apoio (y). No alpinista B, as forças são verticais e horizontais.
Como os dois estão em repouso, e considerando que o alpinista B esteja na iminência de escorregar,
temos:

T  Fat A  Px A
A 
NA  Py A

 FatB  Px A - Fat A  FatB  PA sen 60   NA 

T  FatB

B 
NB  PB

FatB  PA sen 60   PA cos 60°  FatB  1.000  0,87  0,1 1.000  0,5  870  50 
FatB  820 N.
Resposta da questão 15:
[C]
A velocidade atinge valor máximo quando a força de resistência do ar equilibrar a força de tração.
10
Far  F  0,4 V 2  10  V 2 
 V 2  25 
0,4
V  5 m / s.
Resposta da questão 16:
[E]
Ação e reação são forças de mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, porém, não se
equilibram, pois não atuam no mesmo corpo.
Resposta da questão 17:
[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.
Resposta da questão 18:
Gabarito oficial: [D].
Gabarito SuperPro®: Sem resposta.
Como se trata de equilíbrio:
No haltere:
F1  F2  0  F2  F1 
No conjunto:
F2  F4  F3  0.
F2  F1 .
Mas:
F2  F1.
Então:
F1  F3  F4  0  F1  F3  F4

F1  F3  F4 .
Logo, têm mesmo módulo:
F1 e
F3  F4 .
A banca examinadora fez confusão quanto à forma de escrever uma equação na forma vetorial e na
forma escalar. A alternativa ficaria correta se fosse assim expressa:
F1  F3  F4 .
Resposta da questão 19:
[D]
Apresentando as forças atuantes no bote coplanares ao leito do rio, temos:
Em que Fx representa a componente da força F no sentido oposto da correnteza.
Fx  F .cos37  80.0,8  64N
Assim sendo, temos:
2. Fx  Fatr.  m. a
2.64  Fatr.  600.0,02
128  Fatr.  12
Fatr.  128  12
 Fatr.  116N
Resposta da questão 20:
[B]
Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica para calcular o módulo da aceleração do sistema e, a
seguir, o mesmo princípio em cada corpo:
6
F   m1  m2  a  6   3  1 a  a 
 a  1,5 m / s2 .
4
R1  m1 a  3 1,5   R1  4,5 N.

R2  m2 a  11,5   R2  1,5 N.
Resposta da questão 21:
[C]
Por inércia, quando o copo é abandonado, ele continua com a mesma velocidade horizontal em relação
à Terra, ganhando apenas velocidade vertical devido à gravidade. Assim, o copo está em repouso em
relação ao piso do avião, portanto ele cai próximo ao ponto R, como se o avião estivesse em repouso
em relação ao solo.
Resposta da questão 22:
[D]
Como o homem está em repouso nas três situações, em todas elas a resultante das forças é nula, ou
seja, as trações estão equilibradas.
Seja a F a intensidade da força aplicada por cada cavalo.
– Na primeira figura: T1A  T2A  F .
– Na segunda figura: T1B  T2B  F .
– Na terceira figura: T1C  T2C  2 F.

 

Então: T1A  T2A  T1B  T2B  T1C  T2C .
Resposta da questão 23:
OBS: a questão ficaria melhor, se o examinador pedisse na última linha do enunciado:
“Estime o módulo da aceleração do patinador após ter cessado o empurrão.” Também deveriam estar
especificadas as características da trajetória (retilínea / curvilínea; horizontal / inclinada).
2
Dados: P = 800 N; Fat = 40 N; g = 10 m/s .
Da expressão do Peso:
P = m g  800 = m (10)  m = 80 kg.
Supondo que a trajetória seja retilínea e horizontal, após o empurrão, a resultante das forças sobre o
patinador é a componente de atrito. Pelo Princípio Fundamental da Dinâmica:
2
Fat = m a  40 = 80 a  a = 0,5 m/s .
Resposta da questão 24:
[C]
A figura abaixo mostra as forças que agem no corpo.
A resultante vertical é nula: N  P  mg
A resultante horizontal vale: F  Fat  ma  F  mg  ma  a 
Como: V  V0  at  V 
F
 g
m
F
t  gt
m
Resposta da questão 25:
[D]
Elevador subindo: N1  P  ma  N1  500  50x2  N1  600N
Elevador descendo: P  N2  ma  500  N2  50x2  N2  400N
N1  N2  600  400  200N .
Resposta da questão 26:
[E]
Peso: vertical para baixo.
Normal: perpendicular ao plano.
Atrito: contrária ao deslizamento.
Resposta da questão 27:
[B]
Como a trajetória é retilínea e a velocidade é constante, trata-se de movimento retilíneo e uniforme.
Ora, o Princípio da Inércia afirma que nesse caso a resultante das forças tem que ser nula. Assim, as
forças opostas (P e E) e (M e R) devem ter suas setas representativas de mesmo comprimento, pois P
= E e R = M.
Resposta da questão 28:
[A]
a) Correta. A força de resistência do ar depende da viscosidade do fluido e da área da secção
transversal.
b) Errada. Quando a resultante se anula, a aceleração também se anula, e o sapo entra em MRU.
c) Errada. A velocidade limite ocorre quando a resistência do ar equilibra o peso, quando a aceleração
se anula.
d) Errada. Veja item anterior.
Resposta da questão 29:
[E]
Nos dois casos a aceleração do sistema tem mesmo módulo (a).
A massa do corpo B é mB = m; a do corpo A é mB = 3 m.
Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica, temos:
f1 = mB a  f1 = m a; f2 = mA a  f2 = 3 m a.
f1
f
ma
1

 1  .
f2 3ma
f2 3
Resposta da questão 30:
9N
mA = 1 kg; mB = 2 kg;  = 0,6.
As figuras mostram as forças agindo nos blocos A e B.
As forças de atrito agindo nos blocos têm mesma intensidade, pois formam um par ação-reação. A
intensidade da força mostrada é máxima (Fmáx) na iminência de escorregamento relativo entre os
blocos. Nesse caso, temos:
Fat A  FatB  Fat  NA  0,6 10   Fat  6 N.
Aplicando o princípio fundamental da dinâmica na direção horizontal:
Bloco B Fat  mB A  6  2a  a  3 m / s2.
Bloco A Fmáx  Fat  mA a  Fmáx  6  1 3   Fmáx  9 N.
Resposta da questão 31:
[C]
Dados: m = 1,0 kg; F = 2,0 N; e = 0,30 e C = 0,25.
A força de atrito estática máxima é:
Amax = e N. Como o corpo está sobre uma superfície horizontal, a normal (N) tem a mesma intensidade
do peso (P):
N = P = 10 N. Então:
Amax = 0,30  10 = 3 N.
Como F > Amax, o corpo entra em movimento, e a força de atrito passa a ser cinética. Aplicando o
princípio fundamental da Dinâmica a essa situação, temos:
F – AC = m a  F – C N = m a  6 – 0,25 (10) = 1 a  3,5 = a 
2
a = 3,5 m/s .
Resposta da questão 32:
[B]
A figura ilustra a situação descrita.
Dados: mA  1,5 kg ; mB  0,5 kg, ;   0,4. ; g  10 m/s2 .
A força F tem intensidade máxima quando as forças de atrito trocadas entre os blocos também têm
intensidade máxima, ou seja, o bloco B está na iminência de escorregar sobre o bloco A. A intensidade
dessas forças de atrito é:
Fat  NA  0,4 5   Fat  2 N.
Essa é a intensidade da força resultante no bloco B.
Fat  mBa  2  0,5a  a  4 m / s2.
A resultante no sistema é F . Então:
F  mA  mB  a  F  2  4   F  8 N.
Resposta da questão 33:
Gabarito Oficial: [C]
Gabarito SuperPro®: Nenhuma das alternativas está correta.
Rigorosamente, não há opção correta.
A Física considera que a cada interação surge um par de forças, ação-reação. No caso, a pessoa
interage com a Terra, com a parede e com o solo, recebendo, portanto, três forças (Fig 3). A força
normal e a força de atrito, na verdade, são componentes da força de contato com o solo (Fig 2).
A Fig 1 mostra os pontos (A, B e C) de aplicação das forças.
A Fig 2 destaca esses pontos mostrando as forças neles aplicadas:
P : peso aplicada no ponto B pela Terra.
FP : força aplicada no ponto A pela parede.
Fs : força aplicada pelo solo no ponto C. N e Fat são componentes dessa força.
A Fig 3 considera a pessoa um ponto material e mostra as forças agindo nela. Essa é a opção correta
para a questão.
A Fig 4 considera a pessoa um ponto material mostrando as componentes da força aplicada pelo solo.
Por falta de opção, ficamos com essa como a correta, mas com as ressalvas já destacadas. Como a
pessoa está em repouso, pelo Princípio da Inércia, a resultante dessas forças é nula.
Resposta da questão 34:
[A]
A figura mostra a forças que agem sobre um bloco que desliza sobre um plano inclinado sem atrito: P
e N
O peso deve ser decomposto. A componente normal da força de contato é anulada por P cos  .
Portanto, a resultante das forças vale P cos  . Pelo Princípio Fundamental da Dinâmica, temos:
FR  ma  Psen  ma  mgsen  ma  a  gsen
Concluímos então que, a aceleração não depende da massa.
Resposta da questão 35:
[A]
Qualquer corpo lançado no campo gravitacional terrestre, e supondo desprezível a resistência do ar,
fica submetido exclusivamente à força peso.