T.209 Resposta: c Testes propostos Antes de a gravidade ser “desligada”, Calvin realiza um Unidade D Capítulo movimento circular em torno do eixo da Terra. Na posição Capítulo 11 Os princípios da Dinâmica C Os princípios fundamentais P sua velocidade é tangente à trajetória e tem o sentido da 11 1 os fundamentos da físicarotação da Terra. v P 1 P’ Resoluções dos testes propostos “Desligando-se” a gravidade, Calvin fica livre da ação de forças e, por inércia, T.204 Resposta: a passa a realizar movimento retilíneo e uniforme. Trata-se do princípio da inércia ou primeira lei de Newton. Nessas condições, horas mais tarde, Calvin estará na posição indicada em c. T.209 T.205 c Resposta: d Antesequação de a gravidade ser “desligada”, Calvin realiza um Pela de Torricelli, temos: C 2 circular em torno do eixo da Terra. Na posição vmovimento � v 20 � 2α∆s 2 P sua velocidade é tangente (30) � (10)2 � 2α � 100 à trajetória e tem o sentido da v P P’ 2 rotação α � 4,0 da m/sTerra. 2 “Desligando-se” a considerando gravidade, Calvin fica�livre da ação de forças e, por inércia, Aplicando o PFD e a � �α� 4,0 m/s , vem: passa a realizar movimento retilíneo e uniforme. FR � m � a ⇒ FR � 500 � 4,0 ⇒ FR � 2,0 � 103 N Nessas condições, horas mais tarde, Calvin estará na posição indicada em c. T.205 T.206 Resposta: d d Resposta: Pela equação de Torricelli, temos: αt 2 2 com s � s � v t � , temos Comparando s � 5,0 � 3,0t � 7,0t 2 2 0 0 v � v 0 � 2α∆s 2 2 (30) � m/s (10)22. Portanto: � 2α � 100 α � 14 a � α � 14 m/s2 2 α � 4,0 m/sOs fundamentos da Física • Volume 1 • Capítulo 11 FR � ma ⇒ FR � 2,0 � 14 ⇒ FR2 � 28 N Aplicando o PFD e considerando a � �α� � 4,0 m/s , vem: Testes propostos FR � m � a ⇒ FR � 500 � 4,0 ⇒ FR � 2,0 � 103 N T.207 Resposta: e O peso de um corpo é a força de atração que a Terra exerce no corpo. Sua intenT.206 sidade Resposta: d por P � mg, em que m é a massa do corpo e g, a aceleração da é dada T.208 gravidade local. αt 2 , temos Comparando s � 5,0 � 3,0t � 7,0t 2 com s � s0 � v0t � 2 α � 14 m/s2. Portanto: a � α � 14 m/s2 Resposta: d �⇒ 2,0m� � 14100 ⇒ gFR � 28 N P � mg ⇒ 1 � m � 10FR⇒�mma �⇒ 0,1FRkg Logo, 1 N tem a ordem de grandeza do peso de uma xicrinha de café. T.210 Resposta: e Ao ejetar os gases em combustão num sentido, a nave movimenta-se em sentido oposto, o que se explica pelo princípio da ação-e-reação. T.211 Resposta: d A força do Sol sobre a Terra e a força da Terra sobre o Sol têm mesma intensidade e mesma direção, de acordo com o princípio da ação-e-reação. T.212 Resposta: b 2 11 sidade é dada por P � mg, em que m é a massa do corpo e g, a aceleração da gravidade local. Unidade D • Volume 1da • Capítulo 11 Capítulo da 11 Física Os princípios Dinâmica T.204 Resposta: a Os fundamentos 1 os fundamentos Trata-se do princípio da inércia ou primeira lei de Newton. Testes propostos T.208 da físicaResposta: d Resoluções dos testes propostos P � mg ⇒ 1 � m � 10 ⇒ m � 0,1 kg ⇒ m � 100 g T.207 Resposta: ec a ordem de grandeza do peso de uma xicrinha de café. 1 N tem T.209 Logo, Resposta: P intenO pesode deaum corpo é ser a força de atração que arealiza Terra exerce Antes gravidade “desligada”, Calvin um Cno corpo.v Sua T.210 T.208 T.207 T.211 sidade é dada Pem � torno mg,da em que éTerra. a massa do corpo Ospor fundamentos Física Volume 1 •Na Capítulo 11 e g, a aceleração da 2 movimento circular do eixo• m da posição Resposta: e gravidade local. é tangente à trajetória e tem o sentido da P’ P sua velocidade Testesnum propostos Ao ejetar os gases em combustão sentido, a nave movimenta-se em sentido rotação da Terra. oposto, o que se explica pelo princípio da ação-e-reação. “Desligando-se” a gravidade, Calvin fica livre da ação de forças e, por inércia, Resposta: d Resposta: e realizar movimento retilíneo Ppassa � mga ⇒ 1�m � 10 ⇒ m � 0,1 kg e⇒uniforme. m � 100 g O peso de d um corpo é a força de atração que a Terra exerce no corpo. Sua intenResposta: Nessas1condições, horasde mais tarde, Calvin estará na posição Logo, N tem a ordem grandeza do peso de uma xicrinhaindicada de café.em c. sidade é dada por P � mg, em que m é a massa do corpo e g, a aceleração da A força do Sol sobre a Terra e a força da Terra sobre o Sol têm mesma intensidade gravidade local. de acordo com o princípio da ação-e-reação. e mesma direção, T.205 Resposta: Resposta: ed T.210 Pelaejetar equação de Torricelli, temos: num sentido, a nave movimenta-se em sentido Ao os gases em combustão Resposta: d 2 2 Resposta: b v � v o�que 2α∆s oposto, se explica pelo princípio da ação e reação. P � mg0⇒ 1 � m � 10 ⇒ m � 0,1 kg ⇒ m � 100 g 2 2 As forças de ação e reação (30) � (10) � 2α � 100 estão aplicadas em corpos distintos e não se equilibram. Logo, 1 N tem a ordem de grandeza do peso de uma xicrinha de café. Logo, a pessoa α � 4,0 m/s2 poderá mover o caixote. T.211 Resposta: d Aplicando o PFD e considerando a � �α� � 4,0 m/s2, vem: A força do Sol sobre a Terra e a força da Terra sobre o Sol têm mesma intensidade T.210 Resposta: e T.214 Resposta: c⇒ FR � de eFRmesma comF o�princípio � m � adireção, 500acordo � 4,0 ⇒ 2,0 � 103da N ação e reação. Ao ejetar os gases em combustão Rnum sentido, a nave movimenta-se em sentido As forças sobre Garfield são: seu peso P e a força da balança F. Estando em equilíoposto, o que se explica pelo princípio da ação-e-reação. brio, temos P � F. Mas a força que Garfield exerce sobre a balança (150 N) tem a T.212 mesma Resposta: b intensidade da força da balança sobre ele. Logo: P � F � 150 N, isto é, I e T.206 As Resposta: dação e reação estão aplicadas em corpos distintos e não se equilibram. forças de estão corretas. A afirmação III está errada, pois a reação do peso é uma força T.211 II Resposta: d αt 2 2 Logo, a pessoa poderá mover caixote. com s �sobre s0 � vo0tSol � têm mesma , temosintensidade ssobre � 5,0 3,0te � 7,0t aplicada noSol centro da Terra. AComparando força do a� Terra aoforça da Terra 2 e mesma direção, de acordo com o princípio da ação-e-reação. α � 14 m/s2. Portanto: a � α � 14 m/s2 T.214 T.213 Resposta: Resposta: ce FR � ma ⇒ FR � 2,0 � 14 ⇒ FR � 28 N forças sobre Garfield seu peso (1) → princípio da ação são: e reação, isto Pé,eCa força da balança F. Estando em equilíT.212 As Resposta: b brio, � da F.e Mas a força sobre a balança N) tem a (2) →temos princípio inércia, isto que é,aplicadas A Garfield As forças de Pação reação estão emexerce corpos distintos e não (150 se equilibram. T.208 T.212 mesma intensidade da força sobre (3) → aprincípio fundamental da dinâmica, istoele. é, BLogo: P � F � 150 N, isto é, I e Logo, pessoa poderá moverda o balança caixote. II estão corretas. A afirmação III está errada, pois a reação do peso é uma força T.214 T.213 T.213 2 2 aplicada no centro da Terra. Resposta: c As forças sobre Garfield são: seu peso P e a força da balança F. Estando em equilíResposta: e brio, temos P � F. Mas a força que Garfield exerce sobre a balança (150 N) tem a (1) → princípio da ação-e-reação, isto é, C mesma intensidade da força da balança sobre ele. Logo: P � F � 150 N, isto é, I e (2) → princípio da inércia, isto é, A II estão corretas. A afirmação III está errada, pois a reação do peso é uma força (3) → princípio fundamental da dinâmica, isto é, B aplicada no centro da Terra. Resposta: e (1) → princípio da ação-e-reação, isto é, C (2) → princípio da inércia, isto é, A (3) → princípio fundamental da dinâmica, isto é, B Unidade D Capítulo da 11 Física Os princípios Dinâmica Os fundamentos • Volume 1da • Capítulo 11 os fundamentos da física T.215 1 Testes propostos Resoluções dos testes propostos Resposta: d As forças que agem na caixa são: T � 10 N FN P � 50 N No equilíbrio, temos: T � FN � P ⇒ 10 � FN � 50 ⇒ FN � 40 N T.216 Resposta: d P � T � ma T 400 � 300 � 40 � a a � 2,5 m/s2 P a T.217 Resposta: a PFD (A): F � mA � a � PFD (A � B): F � (mA � mB) � De � e �: m A � a � (m A � mB ) � mA � mA m � B 4 4 3mA m � B 4 4 mA 1 � mB 3 a 4 a 4 � 3 3 os fundamentos da física T.218 T.218 T.218 Unidade D Capítulo 11 Física Os princípios1da Dinâmica Os fundamentos Os fundamentos da da Física •• Volume Volume 1 •• Capítulo Capítulo 11 11 Os fundamentos da Física • Volume 1 • Capítulo 11 1 4 44 4 Testes propostos Resoluções dos testes propostos Testes propostos Testes propostos Resposta: Resposta: e e Resposta: e 2 Sistema A � Sistema A � B: B: FFRR � � (m (mAA � �m mBB)) �� a a⇒ ⇒ 90 90 � � (5 (5 � � 10) 10) �� a a⇒ ⇒a a� � 6,0 6,0 m/s m/s22 Sistema A � B: FR � (mA � mB) � a ⇒ 90 � (5 � 10) � a ⇒ a � 6,0 m/s Corpo � 5 � 6,0 ⇒ FR(A) � 30 N Corpo A: A: FFR(A) � �m mAA �� a a⇒ ⇒ FFR(A) R(A) � 5 � 6,0 ⇒ FR(A) � 30 N Corpo A: FR(A) R(A) � mA � a ⇒ FR(A) � 5 � 6,0 ⇒ FR(A) � 30 N � 10 � 6,0 ⇒ FR(B) � 60 N Corpo �m mBB �� a a⇒ ⇒ FFR(B) Corpo B: B: FFR(B )) � R(B) � 10 � 6,0 ⇒ FR(B) � 60 N Corpo B: FR(B R(B ) � mB � a ⇒ FR(B) � 10 � 6,0 ⇒ FR(B) � 60 N T.219 T.219 T.219 Resposta: Resposta: d d Resposta: d Para as duas Para as duas situações, situações, temos: temos: Para as duas situações, temos: FF FF � � (M (M � � m) m) �� a a⇒ ⇒a a� � (M � F m) F � (M � m) � a ⇒ a � (M � m) (M � m ) Isto é, os blocos adquirem em Isto é, os blocos adquirem em ambas ambas situações situações aa mesma mesma aceleração. aceleração. Isto é, os blocos adquirem em ambas situações a mesma aceleração. FF Na �m m �� a a⇒ ⇒ ff11 � �m m �� (M � Na situação situação 1, 1, temos: temos: ff11 � F m) Na situação 1, temos: f1 � m � a ⇒ f1 � m � (M � m) (M � m ) F F Na Na situação situação 2, 2, vem: vem: ff2 � �M M �� a a⇒ ⇒ ff2 � �M M �� F ) Na situação 2, vem: f22 � M � a ⇒ f22 � M � ((M M� �m m) (M � m ) Se m � M, então f � f , não importando a magnitude Se m � M, então f11 � f22, não importando a magnitude da da aceleração aceleração atingida atingida Se m � M, então f1 � f2, não importando a magnitude da aceleração atingida pelos blocos. pelos blocos. pelos blocos. T.220 T.220 T.220 Resposta: Resposta: d d Resposta: d FFR � ma � ma FRR � ma Sistema Sistema N N� �P P� � Q: Q: Sistema N � P � Q: ff � (m � m � m N P � (m � m � mQ)) �� a a f � (mNN � mPP � mQQ) � a ff � � (3,0 (3,0 � � 3,0 3,0 � � 3,0) 3,0) �� 2,0 2,0 f � (3,0 � 3,0 � 3,0) � 2,0 ff � � 18 18 N N f � 18 N T.221 T.221 T.221 Resposta: Resposta: b b Resposta: b Figura 1 Figura 1 Figura 1 PFD PFD (A (A � � B): B): PFD (A � B): FF � a� � � (m (m � � 2m) 2m) �� a a⇒ ⇒a F � (m � 2m) � a ⇒ a � PFD PFD (A): (A): PFD (A): FF T T� m �� 3Fm �m T� �m m �� a a⇒ ⇒T T � m � a ⇒ T � m � 3m 3m FF F 3 3m m 3m FF ⇒ ⇒ T T� � 3 F ⇒ T� 3 3 a a a f f f P P P N N N A A A m m m a a a Q Q Q B B B 2m 2m 2m F F F Unidade D Capítulo da 11 Física Os princípios Dinâmica Os fundamentos • Volume 1da • Capítulo 11 os fundamentos da física 1 Testes propostos Resoluções dos testes propostos Figura 2 a’ PFD (A � B): , F’ , F F ’ � (m � 2m) � a’ ⇒ a � 3m PFD (B): , , , , F 2F ⇒ T � T ’ � 2m � a ⇒ T � 2m � 3m 3 2F F � 3 3 Para T � T ’, resulta: T.222 5 5 , ⇒ A m B 2m F , �2 F Resposta: c T 1 Os fundamentos da Física • Volume 1 • Capítulo 11 A 1,0 m B Testes propostos T Na situação em que o fio está esticado, 2pode calcular a aceleração dos corpos aplicando o PFD para o conjunto de corpos: 0,50 m m0g � (M m0N) � a P2 � � 40 m0g � (3m0 � m0) � a g Cálculo da aceleração dos blocos a �até o bloco 2 atingir o solo: 4 Bloco 1: T � 6,0 � a � Novamente, Bloco 2: 40 �a Tequação � 4,0 � de a Torricelli fornece: � 2 2 � 4,0 2α∆s inicial Fazendo � � �, temos: 40 �v final 10 � � a v⇒ a� m/s g Cálculo da velocidade do blocov 22� ao0atingir � 2 � o solo: � H0 4 v 2 � v 02 � 2a∆s ⇒ v 2 � 0 � 2 � 4,0 � 0,50 ⇒ v � 2,0 m/s 2gH0 v� � 2 Os blocos 1 e 2 possuem, em cada instante, a mesma velocidade até o bloco 2 v 0 instante, o bloco 1 prossegue por inércia com velociatingir solo. A partir De � eo� vem: v �desse 2 pelo ponto B com essa velocidade. dade de 2,0 m/s passando T.224 T.223 Resposta: Respostas:ccorretas: 1, 2, 3 e 4 Na situação (1) Correta. em que o fio não está esticado, a esfera cai com aceleração igual à aceleração da gravidade. a � 2,0 m/s2 a � 2,0 m/s2 Pela equação de Torricelli, temos: T T B v 2final � v 2inicial � 2α � ∆s A F v 02 � 0 � 2gH0 Corpo B: T � mB � a ⇒ T � 6,0 � 2,0 ⇒ T � 12 N v 0 � 2gH0 � (2) Correta. Corpo A: F � T � mA � a ⇒ F � 12 � 4,0 � 2,0 ⇒ F � 20 N 6 (1) Correta. 1,0 m a � 2,0 m/s2 T B T a � 2,0 m/s2 Unidade D 2 T F A Os princípios da Dinâmica Capítulo 11 1 os fundamentos 0,50 m da física dos testes propostos Corpo B: T � mResoluções � 2,0 B � a ⇒ T � 6,0 P ⇒ � 40TN� 12 N 6 2 (2) Correta. Cálculo da aceleração dos blocos até o bloco 2 atingir o solo: Corpo A: 6,0 F �� Ta � mA � a ⇒ F � 12 � 4,0 � 2,0 ⇒ F � 20 N Bloco 1: T � � Bloco 2: 40 � T � 4,0 � a � (3) Correta. Fazendo � �a �, temos: 40 � 10 � a ⇒ a � 4,0 m/s T2do bloco 2 ao atingir o solo: T1 da velocidade Cálculo v 02 T� � 2a∆s ⇒mv 2 �� a 0 e�sendo 2 � 4,0m� 0,50 ⇒ v � 2,0 m/s v 2 �De T1 � 2 din. din. � 0, temos: T2 � T1 � T. (4) blocos Correta.1 e 2 possuem, em cada instante, a mesma velocidade até o bloco 2 Os atingirT o�solo. T1 �A Tpartir � 12desse N instante, o bloco 1 prossegue por inércia com veloci2 dade de 2,0 m/s passando pelo ponto B com essa velocidade. T.224 Resposta: c Na situação em que o fio não está esticado, a esfera cai com aceleração igual à aceleração da gravidade. Pela equação de Torricelli, temos: v 2final � v 2inicial Os � 2α � ∆s fundamentos da Física • Volume 1 • Capítulo 11 v 02 � 0 � 2gH0 Testes propostos v 0 � 2gH0 � Na situação em que o fio está esticado, pode calcular a aceleração dos corpos aplicando o PFD para o conjunto de corpos: m0g � (M � m0) � a m0g � (3m0 � m0) � a g 4 Novamente, a equação de Torricelli fornece: a� v 2final � v 2inicial � 2α∆s v2 � 0 � 2 � 2gH0 2 v� De � e � vem: T.223 v� g � H0 4 � v0 2 Respostas: corretas: 1, 2, 3 e 4 (1) Correta. a � 2,0 m/s2 B T a � 2,0 m/s2 T A F Corpo B: T � mB � a ⇒ T � 6,0 � 2,0 ⇒ T � 12 N 6 Unidade D Capítulo da 11 Física Os princípios Dinâmica Os fundamentos • Volume 1da • Capítulo 11 os fundamentos da física T.225 1 7 Testes propostos Resoluções dos testes propostos Resposta: d Quando um elevador sobe ou desce em movimento variado, isto é, quando varia a velocidade de um elevador, os pesos de seus passageiros e, consequentemente, os pesos de seus órgãos internos aparentemente variam. Essa variação aparente do peso dos órgãos internos (principalmente na região do estômago) ocasiona uma sensação de desconforto (“friozinho” na barriga). T.226 Resposta: e I) Correta. Sobe acelerado: v e a para cima. FN � P � ma ⇒ FN � P � ma ⇒ FN � 700 � 70 � 2,0 ⇒ FN � 840 N P � 700 N FN FN II) Correta. v constante ⇒ a � 0 ⇒ FN � P � 700 N III) Correta. Desce retardado: v para baixo e a para cima. FN � P � ma ⇒ FN � P � ma ⇒ FN � 840 N IV) Correta. a � g ⇒ FN � P � mg ⇒ FN � P � P ⇒ FN � 0 V) Correta. Desce acelerado: v e a para baixo. P � FN � ma ⇒ 700 � FN � 70 � 2,0 ⇒ FN � 560 N 7 Unidade D Capítulo da 11 Física Os princípios Dinâmica Os fundamentos • Volume 1da • Capítulo 11 os fundamentos da física T.227 1 8 8 Testes propostos Resoluções dos testes propostos Resposta: c Quando m1 é mantida sobre a mesa, analisando o equilíbrio de m2, temos: T1 � m2 � g ⇒ T1 � 3 � 10 ⇒ T1 � 30 N. Para m1 liberada: T2 FR � ma Em m1: T2 � P1 � m1 � a � Em m2: P2 � T2 � m2 � a � T2 m2 � a m1 a P2 � 30 N P2 � P1 � (m1 � m2) � a 30 � 10 � (1 � 3) � a P1 � 10 N 2 a � 5 m/s � Substituindo � em �: T2 � 10 � 1 � 5 ⇒ T2 � 15 N Portanto: T1 30 � ⇒ T2 15 T.228 T1 �2 T2 Resposta: d a FR � ma Em m1: F � T � m1 � a Em m2: T � P2 � m2 � a � � F � 500 N � T T m1 m2 a F � P2 � (m1 � m2) � a P2 � 100 N 500 � 100 � (15 � 10) � a a � 16 m/s2 Em �: T � 100 � 10 � 16 ⇒ T � 260 N T.229 Resposta: c a Aplicando a equação fundamental da Dinâmica: Bloco A: P � T � ma Bloco B: 2T � P � ma Bloco C: P � T � ma � � � T a T T T A B C P P P a � � � � �: P � 3ma ⇒ mg � 3ma ⇒ a � g 3 Como a resultou positivo, concluímos que o sentido adotado para a aceleração do corpo B (para cima) é o sentido correto. Unidade D Capítulo da 11 Física Os princípios Dinâmica Os fundamentos • Volume 1da • Capítulo 11 os fundamentos da física T.230 1 99 Testes propostos Resoluções dos testes propostos Resposta: a Temos a seguinte distribuição de forças nas polias: A P 8 B C P 8 P 4 P 4 P 4 P 2 P 2 P 2 10 Os fundamentos da Física • Volume 1 • Capítulo 11 P Testes propostos T.232 T.231 Resposta: ac I) Errada. Esfera A: PA � T � mA � a � Equilíbrio Esfera B: PB �doT corpo: � mB � a � T a T Pcorpo � 300 N (m � mB ) � g � (mA � mB ) �Ta II) Errada. A a�g � Equilíbrio do homem: Substituindo � em � ou em � resulta: T � FN � Phomem Phomem T�0 III) Correta.a Resposta: No 1o sistema, temos: M2 � g � (M1 � M2) � a1 3M1 � g � (M1 � 3M1) � a1 T a FN B PB FN FN � 400 N T.233 A � T � PPcorpo PB 300 � (mNA � mB ) � a A �� 300 � FN � 700 PA Chão Unidade D Capítulo 11 Os princípios da Dinâmica os fundamentos da física 1 10 P Resoluções dos testes propostos 10 Os fundamentos da Física • Volume 1 • Capítulo 11 T.232 Resposta: c T Testes propostos I) Errada. T.231 Equilíbrio do corpo: Resposta: a 300 � PPcorpo EsferaT A: �� T� m N� a � Esfera B: PB � T � mB � a � II) Errada. A A Pcorpo � 300 N T�0 FN FN No 1o sistema, temos: M2 � g � (M1 � M2) � a1 3M1 � g � (M1 � 3M1) � a1 3g � 4 No plano inclinado, temos: a1 � M2 � g � M3 � g � sen 30° � (M2 � M3) � a3 3M3 � g � M3 � g � 1 � (3M3 � M3) � a3 2 5g � 8 De � e � resulta: a1 � 6 a3 5 T Phomem Resposta: a a3 � A T Substituindo FN � 400� Nem � ou em � resulta: T.233 PA � T Equilíbrio PA �doPBhomem: � (mA � mB ) � a � P� T � FN(m homem mB ) � g � (mA � mB ) � a A 300 �aFN��g 700 � III) Correta. a Chão a B PB