Aula 4

EXTENSIVO 2013
Disciplina: Física – (4ªaula)
Professores: Wilson
Estudante: __________________
maior a resistência que este oferece à alteração do seu estado. De acordo com esta
lei:
“Todo corpo continua no estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças a ele aplicadas”.
DINÂMICA
A partir de agora passaremos a estudar a Dinâmica parte da física que relaciona
grandezas como velocidade aceleração com outras grandezas, massa, força, energia e quantidade de movimento, entre outras. Comecemos então este estudo pelo
conceito de Força.
A Mecânica é a parte da física que estuda
o movimento. Pelo que sabemos, há pelo
menos cerca de 2000 anos o homem já se
preocupava em explicar os movimentos,
tanto dos corpos terrestres como dos
corpos celestes. No entanto, foi Isaac
Newton o primeiro a apresentar uma teoria que realmente explicava os movimentos, em trabalho intitulado “Princípios
Matemáticos da Filosofia Natural”, publicado em 1686. O sucesso da Mecânica
Newtoniana foi imediato e duradouro; ela
reinou soberanamente por mais de 200
anos.
Isaac Newton (1643-1727)
O CONCEITO DE FORÇA
O Conceito de força está ligado a ideia de empurrar ou puxar algo (é uma interação
entre dois corpos). Para Newton, a grandeza força está associada à mudança de
velocidade e veremos isso quando estudarmos a 2º Lei de Newton.
Uma característica importante da Força é que ela é uma grandeza vetorial, isto é,
para sua perfeita caracterização é necessário fornecer seu módulo, sua direção e
seu sentido.
UNIDADE DE FORÇA NO SI: Newton [N]
LEIS DE NEWTON
1ª Lei de Newton: Princípio da inércia
Inércia é a resistência que um corpo oferece à alteração do seu estado de repouso
ou de movimento. Quanto maior for a massa do corpo, maior a sua inércia, ou seja,
2ª Lei de Newton: Princípio fundamental da dinâmica
A segunda lei de Newton descreve a alteração no movimento de um corpo submetido a uma força resultante.
“A resultante das forças aplicadas sobre um corpo é igual ao produto da sua
massa pela aceleração adquirida”.
FR  ma
Se considerarmos um corpo submetido somente pela força peso, temos:
P  mg
Em que a aceleração adquirida pelo corpo é a aceleração da gravidade, cujo valor é
2
9,81m/s .
3ª Lei de Newton: Princípio da ação e reação
Essa lei descreve a interação entre dois corpos.
“Quando um corpo exerce uma força sobre outro, simultaneamente este outro
reage sobre o primeiro aplicando-lhe uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário”.
2. (EFOA-MG) Dos corpos destacados, o que está em equilíbrio é:
a) a Lua movimentando-se em torno da Terra.
b) uma pedra caindo livremente.
c) um avião que voa em linha reta com velocidade constante.
d) um carro descendo uma rua íngreme sem atrito.
e) uma pedra no ponto mais alto, quando lançada verticalmente para cima.
3. (STA.CASA) Não é necessário a existência de uma força resultante atuando:
a) quando se passa do estado de repouso ao de movimento uniforme.
b) para manter um objeto em movimento retilíneo e uniforme.
c) para manter um corpo em movimento circular e uniforme.
d) para mudar a direção do movimento de um objeto, sem alterar o módulo da sua
velocidade.
e) em nenhum dos casos anteriores.
4. (PUC-SP) Quando um corpo está dotado de movimento retilíneo uniforme a resultante das forças que sobre ele atuam é:
a) constante não nula.
b) nula.
c) função crescente do tempo.
d) função decrescente do tempo.
e) nada se pode afirmar.
5. (UFES) Um carro freia bruscamente e o passageiro bate com a cabeça no vidro
pára-brisa. Três pessoas dão as seguintes explicações para o fato:
1º - o carro foi freado, mas o passageiro continuou em movimento.
2º - o banco do carro impulsionou a pessoa para frente no instante do freio.
3º - o passageiro só continuou em movimento porque a velocidade era alta e o carro
freiou bruscamente.
Podemos concordar com:
a) a 1ª e a 2ª pessoa.
d) apenas a 2ª pessoa.
b) apenas a 1ª pessoa.
e) as três pessoas.
c) a 1ª e a 3ª pessoa.
EXERCÍCIOS
1. (FAU.S.J.CAMPOS) Se você empurrar um objeto sobre um plano horizontal que
imagina tão polido como para não oferecer nenhuma oposição ao movimento, você
faz com que ele se movimente com uma certa intensidade. No momento em que
você solta o objeto:
a) ele pára imediatamente.
b) diminui a intensidade da sua velocidade até parar.
c) continua se movimentando, mantendo constante a sua velocidade vetorial.
d) pára após uma repentina diminuição da intensidade de sua velocidade.
e) n.r.a.
6. (UNITAU) Um automóvel viaja com velocidade constante de 72km/h em trecho
retilíneo de estrada. Pode-se afirmar que a resultante das forças que agem sobre o
veículo:
a) é igual à força de atrito que age sobre o veículo.
b) é nula.
c) nunca será nula.
d) é desconhecida pois há falta de dados.
7. (CESESP) Um corpo de 4kg de massa está submetido à ação de uma força
resultante de 15N. A aceleração adquirida pelo corpo na direção desta resultante é
2
em m/s :
a) 2,25
d) 2,85
b) 1,35
c) 4,25
e) 3,75
15. (UFMG) Um homem empurra um caixote para a direita, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal. Desprezando-se a resistência do ar, o diagrama que melhor representa as forças que atuam no caixote é:
8. (FGV) Um bloco de 4kg é puxado a partir do repouso por uma força constante
horizontal de 20N sobre uma superfície plana horizontal, adquirindo uma aceleração
2
constante de 3 m/s . Logo, existe uma força de atrito entre a superfície e o bloco
que vale, em N:
a) 5
b) 8
c) 12
d) 16
e) 17
9. (AEU-DF) Um bloco de 5kg que desliza sobre um plano horizontal está sujeito às
forças F = 15N, horizontal para a direita e f = 5N, força de atrito horizontal para a
esquerda. A aceleração do corpo é:
2
a) 2 m/s
d) 7
2
b) 3 m/s
e) 10
2
c) 5 m/s
10. (FUVEST) Um veículo de 5,0kg descreve uma trajetória retilínea que obedece à
2
seguinte equação horária: s = 3t + 2t + 1, onde s é medido em metros e t em segundos. O módulo da força resultante sobre o veículo vale:
a) 30N
b) 5N
c) 10N
d) 15N
e) 20N
11. (PUC) Quando a resultante das forças que atuam sobre um corpo é 10N, sua
2
aceleração é 4m/s . Se a resultante das forças fosse 12,5N, a aceleração seria de:
2
2
a) 2,5 m/s
d) 2 m/s
2
2
b) 5,0 m/s
e) 12,5 m/s
2
c) 7,5 m/s
12. (PUC-MG) O peso de um corpo é, quantitativamente, o produto de sua massa
pela aceleração da gravidade. Uma pessoa pesa, na Terra, 640N, num local onde a
2
aceleração da gravidade é igual a 10m/s . A massa dessa pessoa na Lua, sabendo2
se que lá a aceleração da gravidade vale 1,6m/s , é:
a) 10,2kg
d) 64N
b) 40kg
e) 102N
c) 64kg
13. (FATEC-SP) A equação horária da velocidade de uma partícula em movimento
retilíneo e de 3kg de massa é v = 4 + 2t, com unidades do Sistema Internacional. A
força resultante sobre a partícula tem módulo de:
a) 6N
b) 2N
c) 30N
d) 3N
e) 1,5N
14. (UFU-MG) Uma força de 3,0N e outra de 4,0N, perpendiculares, atuam sobre
uma massa de 10kg. Se o objeto parte do repouso, sua velocidade, ao final de 4,0s,
em m/s, será:
a) 10,0
b) 8,0
c) 2,8
d) 2,0
e) 0,4
16. (UFMG) Uma pessoa está empurrando um caixote. A força que essa pessoa
exerce sobre o caixote é igual e contrária à força que o caixote exerce sobre ela.
Com relação a essa situação assinale a alternativa correta:
a) a pessoa poderá mover o caixote porque aplica a força sobre o caixote antes de
ele poder anular essa força.
b) a pessoa poderá mover o caixote porque as forças citadas não atuam no mesmo
corpo.
c) a pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massa maior do que a massa do
caixote.
d) a pessoa terá grande dificuldade para mover o caixote, pois nunca consegue
exercer uma força sobre ele maior do que a força que esse caixote exerce sobre
ela.
17. (UNIPAC) Todas as alternativas contêm um par de forças de ação e reação,
EXCETO:
a) a força com que a Terra atrai um tijolo e a força com que o tijolo atrai a Terra.
b) a força que uma pessoa, andando, empurra o chão para trás e a força com que o
chão empurra a pessoa para frente.
c) a força com que um avião, empurra o ar para trás e a força com que o ar empurra
o avião para frente.
d) a força com que um cavalo, puxa uma carroça e a força com que o carroça puxa
o cavalo.
e) o peso de um corpo colocado sobre uma mesa horizontal e a força normal da
mesa sobre ele.
GABARITO
1.C; 2.C; 3.B; 4.B; 5.B; 6.B; 7.E; 8.B; 9.A; 10.A; 11.B; 12.C; 13.A; 14.D; 15.D;
16.B; 17.E