1º Lista Resolvida.

01 – L
LISTA DE
D EXER
RCÍCIOS
S DE FÍS
SICA – FO
ORÇA – LEIS DE
NEW
WTON.
01.
Porr que, o cintto de seguraança é um ddispositivo de
d segurançaa?
O carro esttá em moviimento, con
nsequentemeente o passaageiro tamb
bém estará eem movimeento. Quanddo
o carro freiia, seu corppo é projetad
do para frennte devido a inércia.
1º Lei de N
Newton (ouu Lei da In
nércia): (Noo caso citad
do acima) Se
S um corppo está em movimentto
retilíneo e uniforme ausente de forçass externas,, ele contiinuará em
m movimen
nto retilineeo
uniforme. Assim o cinto de segurança estáá agindo com
mo força ex
xterna impeedindo seu corpo de seer
projetado ppara frente e assim evittar acientes mais graves.
02.
Quaal o valor, em newton
ns, da resuultante das forças que agem sobrre uma masssa de 10kgg,
sabendo-see que a mesm
ma possui aceleração
a
dde 5m/s2?
Pela segunnda lei de Newton
N
temo
os que ∑ F = M * a, (o
ou seja, o so
omatório daas forças ex
xternas (forçça
resultante) é igual ao produto
p
da massa
m
pela aceleração)).
Assim, tem
mos que A força
f
resultaante F = m *
F=?
m = 10 Kgg
F = m * a => F = 10 * 5 = 50 N
2
a = 5 m/s
03.
Quaando uma força
f
de 12N
N é aplicadaa em um co
orpo de 2kg
g, qual é a aaceleração adquirida
a
poor
ele?
Pela segunnda lei de Newton
N
temo
os que ∑ F = M * a, (o
ou seja, o so
omatório daas forças ex
xternas (forçça
resultante) é igual ao produto
p
da massa
m
pela aceleração)).
mos que A força
f
resultaante F = m *
Assim, tem
F = 12 N
F = m * a => 1 2 = 2 * a = 12 / 2 = 6 m/s
m 2
m = 2 Kg
a = ? m/s2
m automóveel trafegando a 72km
m/h leva 0,5s
0
para ser imobiliizado num
ma freada de
d
04.
Um
emergênciaa. Que aceleeração, supo
osta constannte, foi aplicada no veículo?
Nesse exerrcício temos todos os dados
d
impoortantes paraa sua resolu
ução, inform
mando que a velocidadde
inicial do ccarro é de 72
7 km/h e que
q ele é im
mobilizado após
a
0,5 s, ou
o seja, ele estará em repouso com
m
velocidadee final 0. Teemos km/h e s, sendo necessário converter para a messma unidadee (km/h parra
m/s ou o seegundo paraa hora), sendo mais fáccil nesse casso 72 km/h / 3,6 = 20 m
m/s:
72
7
72
2.000
72
20 /
3,6
3
3600
Assim tem
mos que a aceleração é constante
c
e podemos caalcular a aceeleração méédia por
∆
0 20
20
2
40 /
0
0,5
0,5
∆
05.
Um
ma força horrizontal, con
nstante, de 40N age so
obre um corrpo colocaddo num plan
no horizontal
liso. O corppo parte do repouso e percorre 4000m em 10ss. Qual é a massa
m
do coorpo?
Nesse exeercício, tem
mos duas paartes a sereem trabalhaadas, primeeiro sabem
mos que pella 2º Lei de
d
Newton, F = m*a e o exercício nos
n dá a forrça e nos peede a massaa mas não te
temos a aceleração, parra
isso teremoos que calcuular o valor da aceleraçção, vamos relembrar a cinemáticaa vista no 1ºº Bimestre.
Como o carro parte do repouso e atinge uma velocidade final diferente da velocidade inicial, temos
aceleração, como a força é constante, temos a aceleração constante e podemos calcular com as
equações do movimento uniformemente variado. Vejamos o que o exercício nos fornece:
Velocidade inicial (V0) = 0
Espaço total percorrido: 400 m
Tempo: 10 segundos. Pela função horária, temos: S v ∗ t
∗
Aceleração = ?
400
0
0 ∗ 10
∗ 10
800 100 ∗ a
=8m/s2.
400 ∗ 100
Encontramos a aceleração, agora podemos voltar a 2º Lei de Newton e achar a massa que o exercício
nos pede.
F = 40 N
a = 8 m/s2.
F = m*a => 40 = m*8 => m = 40/8 = 5 Kg.
m=?
06.
Um corpo de massa igual a 5kg move-se com velocidade de 10m/s. Qual a intensidade da
força que se deve aplicar nele de modo que após percorrer 200m sua velocidade seja 30m/s?
Novamente temos duas partes a serem trabalhadas, primeiro sabemos que pela 2º Lei de Newton, F =
m*a e o exercício nos dá a massa e nos pede a Força, mas não temos a aceleração, para isso teremos
que calcular o valor da aceleração, vamos relembrar a cinemática vista no 1º Bimestre.
Velocidade inicial (V0) = 10 m/s
Velocidade final (Vf) = 30 m/s
Espaço total percorrido: 200 m
Aceleração = ?
Podemos achar a aceleração pela equação de Torricelli. V2 = V02 + 2* a * ∆S, assim temos:
302 = 102 * 2 *a * 200
900 = 100 + 400*a
900 – 100 = 400*a
800/400 = a
a = 2 m/s2.
Agora que temos a aceleração, podemos achar a força pela 2º Lei de Newton.
F=?
m = 5 Kg
F = m * a => F = 5 * 2 = 10N
a = 2 m/s2
07.
Na superfície da Terra a aceleração da gravidade vale 9,8m/s2 e, na superfície da Lua 1,6m/s2.
Para um corpo de massa igual a 4kg, calcule:
O peso de um objeto é a força gravitacional sofrida por este objeto em virtude da atração
gravitacional nele exercida por um outro corpo massivo (no caso a Terra ou a Lua). Dependendo
apenas da aceleração da gravidade local.
a) o peso na superfície da Terra P = m*g => P = 4*9,8 = 39,2 N
b) o peso na superfície da Lua P = m*g => P = 4*1,6 = 6,4 N
08. Quanto deve pesar uma pessoa de 70kg no Sol? Sabe-se que a gravidade solar vale
aproximadamente 274m/s2.
Novamente, o peso depende apenas da gravidade local, no caso a gravidade no Sol é de
aproximadamente 274 m/s2.
P = m*g => P = 70 * 274 = 19180 N
Enunciadoo válido paraa as questõees 09 e 10.
Dois blocoos A e B dee massas reespectivameente iguais a 5kg e 10kg estão innicialmente em repousoo,
encostadoss um no outtro, sobre um
ma mesa hoorizontal seem atrito. Aplicamos um
ma força ho
orizontal F =
90N, comoo mostra a figura:
f
Aqui temoos a aplicação da 2º Leei de Newtton que diz que a Forçça resultantee é igual ao
o produto da
d
massa pelaa sua aceleração. Nestee caso temoss 2 blocos encostados,
e
ou um conj
njunto de ap
penas 1 blocco
apenas (som
mando-se suas massas)). Assim peela 2º Lei tem
mos:
ma= 5 Kg
mb= 10 Kgg
massa totall (mt) = ma+m
+ b = 15 kg
g
F = 90 kg
90
∗
90 15 ∗
/
15
2
O conjuntoo tem acelerração de 6 m/s
m (tanto o bloco A quanto
q
o B está
e juntos ccom mesmaa aceleraçãoo).
09.
Qual a força quue o bloco A faz no Blloco B?
ocos, podem
mos isolar cada
c
bloco e
Temos aquui que a acceleração vaale 6 m/s2 aplicada aos dois blo
calcular a fforça em caada bloco seeparadamentte para isso iremos aplicar a 2º Leei de Newton
n no corpo B
isolado do corpo A e como
c
não teemos mais nnenhum outtro corpo junto ao corppo B, teremo
os em B:
2º Lei de N
Newton FB=m
= B*a
FB= força aaplicada em
mB
FB = 100*6 = 60N
mB = masssa do bloco B = 10 kg.
Temos quee a força apllicada no blloco B é de 60 N, quem
m aplica diretamente essta força em
m B é o blocco
A sendo em
mpurrado peela força F.
10.
Qual a força quue o bloco B faz no blooco A?
Pela 3º Leii de Newtonn (Ação e reação).
r
OB
Bloco A fazz uma força de 60 N (A
Ação) sobree o bloco B e
este responnde com um
ma força co
ontrária de mesma maagnitude, mesma
m
direçção e sentid
do oposto ao
a
aplicado (rreação) de – 60 N.
Em móduloo | FBA | = 60N
6
FBA= Forçaa que B faz em A.