Dinâmica: Leis de Newton e Atrito

Estudante: _________________________________ Nº. __________
Física – 1a Série do Ensino Médio
Professor: Diego Sabka
Dinâmica: Leis de Newton e Atrito
1. (UFPE-PE) Um objeto de massa m = 0,25 kg, em queda na
atmosfera terrestre, tem aceleração constante. Sua velocidade
aumenta 2 m/s a cada segundo. Calcule o módulo da força F, em
Newtons, da resistência do ar que atua no objeto. Considere a
aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
2. A mãe de Pedro pede a ele que mude o armário de posição.
Pedro arrasta o móvel utilizando um dinamômetro, preso ao
móvel e verifica que o aparelho marca o valor de 120N. Partindo
do princípio que a massa do dinamômetro é despresível e que o
armário não sai do lugar, responda:
a) Qual é o valor da força de atrito no móvel?
b) Se o atrito que exerce sobre o armário é ação, qual corpo
sofrerá a reação?
3. Partindo do fato que os meteóros que caíram sobre a Terra
viajaram pelo espaço durante anos com sua velocidade
constante e que esses mesmos meteóros estavam sob repouso
em
outro
planeta
do
espaço,
responda:
a) Para ter iniciado esta viagem, qual a causa física que deu início
ao movimento?
b) E por que, durante anos, este meteoro não voltou ao
repouso?
4. Um menino empurra um bloco de peso 40 N sobre uma
superfície horizontal onde o coeficiente de atrito cinético entre o
bloco e a superfície é 0,25. Qual a força mínima que o menino
faz para manter o bloco com velocidade constante?
7. Um corpo de massa igual a 10 kg desliza, em Movimento
Retilíneo Uniforme, sobre uma mesa horizontal, sob a ação de
uma força horizontal de módulo 10 N. Considerando a
aceleração gravitacional com módulo g = 10 m/s 2, qual o
coeficiente de atrito cinético entre o corpo e a mesa?
(UFRGS – 2010) As questões 8 e 9 referem-se ao enunciado
abaixo:
Um cubo de massa de 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.
(Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10,0
m/s²)
8. Se a intensidade da força F é igual a 2,0 N, qual a força de
atrito estático?
9. Se a intensidade da força F é igual a 6,0 N, qual o módulo da
aceleração que o cubo sofre?
10. (PUC-SP) Um bloco de borracha de massa 5,0 kg está em
repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O gráfico
representa como varia a força de atrito sobre o bloco quando
sobre ele atua uma força F de intensidade variável paralela à
superfície.
12. (PUC – 2009/1) Um
estudante
empurra
um
armário, provocando o seu
deslizamento sobre um plano
horizontal, ao mesmo tempo
em que o armário interage com o plano por meio de uma força
de atrito cinético. Essa força de atrito mantém-se constante
enquanto o armário é empurrado e o efeito da resistência do ar
é desprezado. No instante representado na figura, a força F
exercida pelo estudante tem módulo ligeiramente superior ao
módulo da força de atrito entre o armário e o plano.
Se o módulo da força F permanecer inalterado, o módulo da
velocidade do armário __________; se o módulo de F diminuir,
mas permanecer ainda superior ao módulo da força de atrito, o
módulo da velocidade do armário, nos instantes subsequentes,
___________; se o módulo de F diminuir até tornar-se igual ao
módulo da força de atrito, o módulo da velocidade do armário,
nos instantes subsequentes, _____________.
A sequência correta de preenchimento das lacunas acima é:
(A) Permanecerá constante – permanecerá constante –
permanecerá constante
(B) Aumentará – aumentará – permanecerá constante
(C) Aumentará – permanecerá constante - diminuirá
Qual o coeficiente de atrito estático entre a borracha e a
superfície, e a aceleração adquirida pelo bloco quando a
intensidade da força F atinge 30 N?
11. (PUC-PR) A figura representa um corpo de massa 10 kg
apoiado em uma superfície horizontal. O coeficiente de atrito
entre as superfícies em contato é 0,4. Em determinado instante,
é aplicado ao corpo uma força horizontal de 10 N.
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Considere g = 10 m/s2 e marque a alternativa correta:
(A) A força de atrito atuante sobre o corpo é 40 N.
(D) Permanecerá constante – diminuirá – atingirá o valor
zero
(E) Aumentará – diminuirá – atingirá o valor zero
13. Um bloco com um peso de módulo 15N encontra-se, em
repouso, sobre uma superfície horizontal. Sendo 0,4 o coeficiente
de atrito estático entre eles, o módulo da força de atrito, enquanto
o
bloco
permanece
em
repouso,
é
(A) sempre igual ao módulo da força horizontal aplicada ao
bloco, até o valor máximo de 6N.
(B) 6N, para qualquer módulo da força horizontal aplicada ao
bloco.
(C) sempre menor que o módulo da força horizontal aplicada ao
bloco, até o valor máximo de 6N.
(D) sempre maior que o módulo da força horizontal aplicada ao
bloco, com um valor máximo de 6N.
(E) 15N, para qualquer módulo da força horizontal aplicada ao
bloco.
(B) A velocidade do corpo, decorridos 5 s, é 10 m/s.
14. Para iniciar o movimento do
bloco de massa m = 10 kg,
(C) A aceleração do corpo é 5 m/s2.
representado na figura, a força
assume o valor numérico 30 N. (Dado: g = 10 m/s 2). Qual o
coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano?
(D) A aceleração do corpo é 2 m/s 2 e sua velocidade,
decorridos 2 s, é 5 m/s.
(E) O corpo não se movimenta e a força de atrito é 10N.
15. Alguns motoristas que andam em estradas de barro costumam
carregar sacos de areia na carroceria de seus veículos para evitar
que as rodas patinem na pista molhada. Esse procedimento:
(A) faz aumentar a força de atrito entre a pista e os pneus.
(B) faz diminuir a força de atrito entre a pista e os pneus.
(C) faz aumentar a força do motor.
(D) prejudica a estabilidade do carro.
(E) não tem fundamento científico.
16. As figuras indicam um automóvel que se desloca da direita
para a esquerda. As setas junto às rodas indicam o sentido das
forças de atrito exercidas sobre elas (sem relação com as
respectivas intensidades). A tração é traseira e o veículo está
sendo acelerado. Qual das figuras abaixo representa corretamente
tal situação?
17. Considere as afirmações a seguir:
I
– O coeficiente de atrito cinético é proporcional
à velocidade do corpo.
II
– Se o atrito não existisse, teríamos maior
dificuldade para executar determinadas tarefas, como,
por exemplo, caminhar.
III
– O coeficiente de atrito cinético é sempre
numericamente superior ao coeficiente de atrito estático.
Diga quais estão corretas e corrija as erradas:
18. Arrasta-se uma caixa de 40 kg sobre um piso horizontal,
puxando-a com uma corda que exerce sobre ela uma força
constante, de 120 N, paralela ao piso. A resultante das forças
exercidas sobre a caixa é de 40 N.
(considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².)
Qual é o valor do coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o
piso?
19. Considere as afirmações a seguir, referentes a um bloco sobre
um plano e horizontal.
I.
A força de atrito sobre um bloco será maior em
comparação à força de atrito aplicada sobre
um outro bloco de mesmo material, no mesmo
plano horizontal, mas de menor massa.
II.
A força de atrito estático é constante
independente da força aplicada sobre o bloco.
III.
A força de atrito estático é sempre maior que a
força de atrito cinético.
Diga quais estão corretas e corrija as erradas:
20. Os freios ABS são uma importante medida de segurança no
trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas
do carro quando estão no limiar do deslizamento. Quando as
rodas travam, a força de frenagem é governada pelo atrito
cinético.
As representações esquemáticas da força de atrito fat entre os
pneus e a pista, em função da força de pressão p aplicada no
pedal do freio, para carros sem ABS e com ABS,
respectivamente, são:
21. Um bloco de massa 4 kg é arrastado sobre uma superfície
plana com uma velocidade constante. Sabendo que sobre o bloco
é aplicada uma força de 20 N, qual o valor do coeficiente de
atrito cinético entre o bloco e a superfície? (considere g = 10
m/s²)
22. Um bloco desloca-se horizontalmente em uma linha reta com
uma velocidade constante, quando sofre a ação de uma força
horizontal de 50 N. Qual será a massa deste bloco, sabendo que o
coeficiente de atrito estático e cinético dele com a superfície são,
respectivamente, 0,4 e 0,2? (considere a aceleração da gravidade
sendo igual a 10 m/s²)
23. Um corpo de peso igual a 40 N desliza com uma
aceleração constante de 1,5 m/s² sobre uma pista
horizontal com atrito, sob a ação de uma força
horizontal. Considerando a aceleração gravitacional
com módulo g = 10m/s2 e o coeficiente de atrito
estático e cinético entre o corpo e a pista sendo de 0,3
e 0,1, respectivamente, qual será o módulo da força
aplicada no corpo nessa situação?
24. Um bloco de 2 kg move-se com velocidade
constante de 5 m/s sobre uma superfície plana quando
lhe é aplicada uma força de 6 N. Qual o valor do
coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a
superfície? (aceleração da gravidade 10 m/s²)
25. A caixa representada abaixo está sendo empurrada
em uma superfície horizontal com atrito. Para a força
representada na imagem sabe-se que a caixa não se
move. Sabendo que a massa da caixa é de 5 kg e que
os coeficientes de atrito cinético e estático são,
respectivamente, 0,3 e 0,4, qual a força de atrito
correspondente a situação? (aceleração da gravidade
igual a 10 m/s²)
(A) 2 N.
(B) 4 N.
(C) 10 N.
(D) 15 N.
(E) 20 N.
GABARITO:
1) 2 N.
2.a) 120 N.
2.b) o chão que exerce o atrito sobre o armário, logo, ele (o
chão) sofrerá a reação.
3.a) Para iniciar um movimento é necessária a ação de uma
força. Forças têm a capacidade de alterar o estado de
movimento dos corpos (MRU).
3.b) Pois todos os corpos tendem a manter o seu estado de
movimento (MRU).
4) Para mover o bloco com uma velocidade constante a
força resultante precisa ser zero (sem aceleração). Logo,
basta fazer uma força igual a do atrito cinético, ou seja, 10
N.
5) D.
6) B.
7) 0,1.
8) 2 N.
9) 2 m/s².
10) 0,3 e 4 m/s², respectivamente.
11) E.
12) B.
13) A.
14) 0,3.
15) A. Com maior massa temos um maior peso e,
consequentemente, uma maior normal.
16) C.
17) II é verdadeira.
Correção:
I. O coeficiente de atrito cinético depende apenas das
superfícies em contato.
III. Não, ele é inferior.
18) 0,2.
19) Não há verdadeiras.
Correção:
I. A massa influencia o peso e, consequentemente, a força
normal.
II. Ela é sempre igual à força aplicada.
III. O atrito estático máximo é sempre maior que a força de
atrito cinético. No entanto, a força de atrito estático varia
de zero até o seu máximo, ou seja, alguns valores da força
de atrito estático serão menores que a força de atrito
cinético.
20) A.
21) 0,5.
22) 25 kg.
23) 10 N.
24) 0,3.
25) C.