COLEGIO DOMINUS VIVENDI 3ª Lei de Newton

COLEGIO DOMINUS VIVENDI
LISTA DE EXERCICIOS DE FISICA PARA ESTUDOS COM RESOLUÇÃO
PROFESSOR ANDERSON
3ª Lei de Newton
1. Um martelo acerta um prego com uma força de 4,0 kgf. Existe, neste
caso, a reação? Qual é ela? Quanto vale?
2. Um aluno do ensino médio, depois de estudar a 3ª lei de Newton,
colocou para o professor a seguinte questão: "Se a toda força corresponde
uma outra igual e oposta, elas se anulam e todos os corpos deveriam
permanecer em equilíbrio. Como isso não ocorre, Newton estava errado". Você
concorda com o aluno? Explique sua posição.
3. (EE MAUÁ - SP) Sobre a lei de ação e reação, justifique a veracidade ou
não das seguintes proposições:
I - Se a cada ação corresponde uma reação igual e contrária, elas se anulam e
o movimento é impossível;
II - Se o peso de um corpo é de 4,5 newtons, esse corpo está atraindo a Terra
com uma força de 4,5 newtons em sentido oposto.
4. 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 módulos, à força do carro de passeio no
caminhão.
a) Por que o carro de passeio fica muito mais amassado?
b) Suponha que as velocidades de ambos, antes da colisão, fossem maiores.
De que maneira isso alteraria as forças exercidas entre eles?
5. Quando uma pessoa passeia na praia , observa -se que em cada
passada uma certa quantia de areia é jogada para trás. Explique por que isto
ocorre.
6. (CESGRANRIO-RJ) Um corpo se encontra em equilíbrio sobre um prato
de uma balança, em repouso, no laboratório (figura 1).
Na figura 2 estão representada as forças que atuam sobre o corpo ( e ),
bem como a força exercida pelo corpo sobre o prato da balança. Podemos
afirmar que
As condições de equilíbrio implicam:
implica:
A)
B)
C)
D)
E)
A terceira lei de Newton
F=N
P=N
P=N
P=F
P=F
N=P
N=F
P=F
P=N
F=N
Respostas dos Exercícios de Fixação
1) Sim; a força com que o projeto freia o martelo; 4,0 kgf
2) O aluno está errado; embora as forças de ação e reação sejam iguais e
oposta, elas não se equilibram pois atuam em corpos distintos
3) I - Justificação igual ao do exercício anterior
II - Afirmação verdadeira
4) a) Pois, a carroceria do carro de passeio é mais frágil
b) Ambas aumentaria
5) Isto ocorre pois para andar devemos "empurrar o chão para trás"
6) B
TRAÇÃO, NORMAL E FAT.
01. (UFV) Uma corda de massa desprezível pode suportar uma força tensora máxima de
200N sem se romper. Um garoto puxa, por meio desta corda esticada horizontalmente,
uma caixa de 500N de peso ao longo de piso horizontal. Sabendo que o coeficiente de
atrito cinético entre a caixa e o piso é 0,20 e, além disso, considerando a aceleração da
gravidade igual a 10 m/s2 , determine:
a) a massa da caixa;
b) a intensidade da força de atrito cinético entre a caixa e o piso;
c) a máxima aceleração que se pode imprimir à caixa.
02. (UNICAMP) Um caminhão transporta um bloco de ferro de 3,0t, trafegando
horizontalmente e em linha reta, com velocidade constante. O motorista vê o sinal
(semáforo) ficar vermelho e aciona os freios, aplicando uma desaceleração constante de
valor 3,0 m/s2 . O bloco não escorrega. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a
carroceria é 0,40. Adote g = 10 m/s2 .
a) Qual a intensidade da força de atrito que a carroceria aplica sobre o bloco, durante a
desaceleração?
b) Qual é a máxima desaceleração que o caminhão pode ter para o bloco não
escorregar?
Testes:
03. (FUND. CARLOS CHAGAS) Um bloco de madeira pesa 2,0 . 103 N. Para deslocálo sobre uma mesa horizontal, com
velocidade constante, é necessário aplicar uma
força horizontal de intensidade 1,0 . 102 N. O coeficiente de atrito dinâmico entre o
bloco e a mesa vale:
a) 5,0 . 10-2
b) 1,0 . 10-1
c) 2,0 . 10-3
d) 2,5 . 10-1
e) 5,0 . 10-1
04. (UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O
coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10
m/s2 . Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s2 , concluímos que a
força de atração no barbante tem intensidade igual a:
a) 40N
b) 50N
c) 60N
d) 70N
e) 90N
05. No asfalto seco de nossas estradas o coeficiente de atrito estático entre o chão e os
pneus novos de um carro vale 0,80. Considere um carro com tração apenas nas rodas
dianteiras. Para este carro em movimento, em uma estrada plana e horizontal, 60% do
peso total (carro + passageiros) está distribuído nas rodas dianteiras. Sendo g = 10m/s2 e
não considerando o efeito do ar, a máxima aceleração que a força de atrito
pode proporcionar ao carro é de:
a) 10 m/s2
b) 8,0 m/s2
c) 6,0 m/s2
d) 4,8 m/s2
e) 0,48 m/s2
06. Nos dois esquemas da figura temos dois blocos idênticos A e B sobre um plano
horizontal com atrito. O coeficiente de atrito entre os blocos e o plano de apoio vale
0,50. As dois blocos são aplicados forças constantes, de mesma intensidade F, com as
inclinações indicadas, onde cos q = 0,60 e sen q = 0,80. Não se considera efeito do ar.
Os dois blocos vão ser acelerados ao longo do plano e os módulos de suas acelerações
são aA e aB. Assinale a opção correta:
a) aA = aB;
b) aA > aB;
c) aA < aB;
d) não podemos comparar aA e aB porque não conhecemos o valor de F;
e) não podemos comparar aA e aB porque não conhecemos os pesos dos blocos.
07. (UESPI) O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede vertical, mostrados
na figura abaixo, é 0,25. O bloco pesa 100N. O menor valor da força F para que o bloco
permaneça em repouso é:
a) 200N
b) 300N
c) 350N
d) 400N
e) 550N
08. (AMAN) Um bloco de 1,0kg está sobre outro de 4,0kg que repousa sobre uma mesa
lisa. Os coeficientes de atrito estático e cinemático entre os blocos valem 0,60 e 0,40. A
força F aplicada ao bloco de 4,0kg é de 25N e a aceleração da gravidade no local é
aproximadamente igual a 10 m/s2 . A aceleração da gravidade é aproximadamente igual
a 10 m/s2 . A força de atrito que atua sobre o bloco de 4,0kg tem intensidade de:
a) 5,0N
b) 4,0N
c) 3,0N
d) 2,0N
e) 1,0N
09. (VUNESP) Um trator se desloca em uma estrada, da esquerda para a direita, com
movimento acelerado. O sentido das forças de atrito que a estrada faz sobre as rodas do
carro é indicado na figura a seguir:
É correto afirmar que:
a) o trator tem tração nas quatro rodas;
b) o trator tem tração traseira;
c) o trator tem tração dianteira;
d) o trator está com o motor desligado;
e) a situação apresentada é impossível de acontecer.
10. Existem na natureza apenas quatro tipos de forças citadas a seguir em ordem
decrescente
de
intensidade:
1. Força nuclear forte: atua em escala nuclear, tendo, portanto, um alcance
extremamente pequeno. É esse tipo de força que mantém os quarks unidos para
formarem os prótons e nêutrons e mantém os prótons e nêutrons no núcleo de um
átomo.
2. Força eletromagnética: é a força que existe entre partículas dotadas de carga elétrica;
pode
ser
atrativa
ou
repulsiva.
3. Força nuclear fraca: atua em escala nuclear com alcance ainda menor que o da força
nuclear forte; é responsável pelo processo de emissão
radioativa.
4. Força gravitacional: é a força atrativa que existe entre partículas dotadas de massa.
Baseado no texto, responda: o que é força de atrito?
a) é de natureza diferente das quatro forças citadas;
b) é de natureza gravitacional;
c) é de natureza eletromagnética;
d) é de natureza nuclear forte;
e) é de natureza nuclear fraca.
Resolução:
01 - a) 50kg
b) 100N
c) 2,0 m/s2
02 - a) 9,0 kN
b) 4,0 m/s2
03 - A
07 - A
04 - E
08 - C
05 - D
09 - C
ENERGIA MECANICA:
1) Um garoto abandona uma pedra de massa 20 g do
alto de um viaduto de 5 m de altura em relação ao solo.
Considerando g = 10 m/s 2 , determine a velocidade e a
energia cinética da pedra ao atingir o solo. (Despreze os
efeitos do ar.)
2) Um corpo de massa 0,5 kg é lançado, do solo,
verticalmente para cima com velocidade de 12 m/s.
Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s 2,
calcule a altura máxima, em relação ao solo, que o corpo
alcança.
3) Um pêndulo de
massa 1 kg é levado
a posição horizontal
e
então
abandonado.
Sabendo que o fio tem um comprimento de 0,8 m e g =
10 m/s 2, calcule a velocidade do pêndulo quando passar
pela posição de altura mínima.
4) Do alto de uma torre de 61,6 n de altura, lança-se
verticalmente para baixo, um corpo com velocidade de 8
m/s. Calcule a velocidade com que o corpo atinge o solo.
Adote g = 10 m/s 2 e despreze os efeitos do ar.
5) Um corpo de massa 2 kg é lançado do solo,
verticalmente para cima, com velocidade de 50 m/s.
Sabendo que, devido ao atrito com o ar, o corpo dissipa
100 J de energia sob a forma de calor, determine a altura
máxima atingida pelo corpo. Adote g = 10 m/s 2.
6) Um corpo de massa igual a 0,5 kg e velocidade
constante de 10 m/s choca-se com uma mola de
constante elástica 800n/s. Desprezando os atritos,
calcule a máxima deformação sofrida pela. mola.
7) Consideremos uma mola de constante elástica 400
N/m, e um corpo de massa 1 kg nela encostado que
produz uma compressão de 0,8 m. Liberando a mola,
qual é a velocidade do corpo no instante em que perde
contato com ela? Despreze as forças de resistência.
06 - A
10 - C
8) No escorregador
mostrado na figura,
uma criança com 30
kg
de
massa,
partindo do repouso
em A, desliza até B.
Desprezando as perdas de energia e admitindo g = 10
2
m/s , calcule a velocidade da criança ao chegar a B.
9) Um corpo de massa m é empurrado contra uma mola
cuja constante elástica é 600 N/s, comprimindo-a 30 cm.
Ele é liberado e a mola o projeta ao longo de uma
superfície sem atrito que termina numa rampa inclinada
conforme a figura. Sabendo que a altura máxima atingida
pelo corpo na rampa é de 0,9 m e g = 10 m/s 2, calcule m.
(Despreze as forças resistivas.)
10) Um corpo de
massa 20 kg está
sobre
uma
mola
comprimida de 40
cm. Solta-se a mola
e deseja-se que o
corpo atinja a altura
de 10 m em relação
à sua posição inicial.
Determine a constante elástica da mola. Adote g = 10
m/s 2 e despreze os efeitos do ar.
11) Uma esfera parte do repouso em A e percorre o
caminho representado sem nenhum atrito ou resistência.
Determine sua velocidade no ponto B.
12) Um carrinho situado no ponto (veja a figura), parte do
repouso e alcança o ponto B.
a)
Calcule a velocidade do carrinho em B, sabendo
que 50% de sua energia mecânica inicial é dissipada
pelo atrito no trajeto.
b) Qual foi o trabalho do atrito entre A e B?
13) Uma esfera de massa 2 kg é lançada
horizontalmente do ponto A e deseja-se que ela atinja a
pista superior. Os trechos AB e BCD são perfeitamente
lisos. A aceleração da gravidade é de 10 m/s 2. Determine
a mínima velocidade que o corpo deve ter ao atingir o
ponto B.
14) Uma esfera é suspensa por um fio ideal. Quando
abandonada da posição A sem velocidade inicial, ela
passa por B com velocidade de 10 m/s. Desprezando as
resistências, determine o valor da altura h, de onde a
esfera foi solta. Adote g = 10 m/s 2.
1) 10 m/s
2) 7,2 m/s
3) 4 m/s
4) 36 m/s
5) 120 m
6) 0,25 m
7) 1,6 m/s
8) 8 m/s
9) 3 kg
10) 25 N/m
11) 10 m/s
12)
e –20J
13) 10 m/s
14) 5 m