Ficha de trabalho nº2- Forças e Leis de Newton

Ficha de trabalho nº2- Forças e Leis de Newton
9ºano- 2016
2.2.1. Identifica a(s) figura(s) onde:
a) está representado um par ação-reação. _________________________________________
1. Um vaso está pousado no parapeito de uma janela, cuja superfície é de mármore polido.
b) apenas estão representadas forças exercidas pela Terra. ___________________________
1.1. Considera o vaso em repouso na janela.
c) apenas estão representadas forças exercidas sobre o bloco I. _______________________
1.1.1. Faz um esboço das forças aplicadas sobre o vaso, com a respetiva
d) estão representadas duas forças que se anulam. _________________________________
legenda.
1.1.2. Considera as forças representadas na questão anterior. Assinala as
2.2.2. Calcula a intensidade das forças representadas na figura A.
afirmações seguintes como verdadeiras ou falsas.
2.3. Os blocos são agora colocados em diferentes posições.
A) Está presente um par ação-reação.
B) As forças anulam-se.
C) A força resultante tem sentido de baixo para cima.
D) Todas as forças representadas têm direção vertical.
E) A força resultante tem direção vertical.
2.3.1. Seleciona, justificando, a configuração que leva a maior pressão sobre a superfície.
2.3.2. Na situação D é exercida uma força de 3 N sobre o bloco I, com sentido da esquerda para a direita.
1.2. Sabendo que o vaso tem uma massa de 2 kg, calcula o seu peso (g = 9,8m/s2).
Determina a aceleração do conjunto dos dois corpos por ação desta força. Considera o atrito desprezável.
1.3. O vaso, de massa 2 kg, cai do parapeito por aplicação da força representada ao lado.
1.3.1. Caracteriza esta força.
1.3.2. Calcula a aceleração que o corpo adquire por ação desta força, considerando o atrito desprezável.
3. Um carrinho (que transporta um bloco) está a ser deslocado ao longo de uma superfície retilínea, sendo
1.3.3. Supõe que a força atuou durante 0,8 s. Calcula a velocidade final do vaso.
puxado por um fio, com uma força constante de 7,5 N.
2. Considera dois blocos (I e II) em repouso sobre uma superfície horizontal.
As suas massas e posições são indicadas na figura abaixo. (g = 9,8 m/s2 )
2.1. Assinala a afirmação correta:
A) O bloco I exerce uma força sobre o bloco II, mas o bloco II não exerce
3.1. Refere, justificando, se a força de atrito entre o carrinho e o bloco é útil ou prejudicial para o seu
força sobre o bloco I.
transporte.
B) Ambos os blocos exercem forças entre si, contudo a força exercida pelo bloco II é superior.
3.2. Supondo nula a força de atrito com a superfície, calcula a aceleração adquirida pelo conjunto carrinho e
C) O bloco II exerce uma força sobre o bloco I, mas o bloco I não exerce força sobre o bloco II.
bloco.
D) Ambos os blocos exercem forças entre si, contudo a força exercida pelo bloco II é inferior.
3.3. Supõe que o conjunto carrinho e bloco se desloca com uma aceleração de 1,5 m/s2.
3.3.1. Calcula o valor da força resultante.
E) Ambos os blocos exercem forças entre si, com a mesma intensidade.
3.3.2. Indica o valor da força de atrito que está a atuar nesta situação.
3.4. Quando o carrinho é travado bruscamente ocorre a situação abaixo representada.
2.2. As figuras abaixo representam diferentes forças presentes nesta situação.
Explica o sucedido.
1
2
5. Lê o seguinte texto:
4. Um bloco de 300 g está a ser deslocado ao longo de uma superfície retilínea, sendo puxado por um fio, com
uma força constante. Na situação I, o bloco encontra-se sobre uma superfície horizontal rugosa, na situação II
Existir não significa necessariamente “ter peso”. O peso de um corpo é, na realidade, uma
força que lhe é aplicada em função da sua massa e do valor da aceleração da gravidade no local
onde se encontra. No Espaço, longe de astros massivos, os corpos não estão sujeitos à ação da
força gravitacional ou à resistência do ar. Sondas que já concluíram as suas missões continuam
em movimento, ultrapassando as fronteiras do sistema solar, a velocidades que rondam os 50
000 km/h, sem que transportem qualquer combustível. Para um astronauta que se encontre no
Espaço, fora da sua nave, não existe chão para caminhar, água para nadar e nem mesmo a
possibilidade de afastar o ar para trás na esperança de se deslocar para a frente. Por este motivo,
é comum apresentar nos livros de Física exercícios sobre um astronauta que se livra de uma
ferramenta para se deslocar no Espaço! Assim, para este se deslocar num determinado sentido,
pode lançar um objeto em sentido contrário.
sobre uma superfície horizontal polida e na situação III é colocado sobre rolamentos na mesma superfície
horizontal polida.
A força com que o bloco é puxado tem a mesma intensidade nas três situações: 1,5 N.
4.1. Seleciona a situação em que:
A) a força de atrito é superior. _______________.
B) a força resultante é superior. _______________.
5.1. Refere, uma situação do texto, relacionada com:
C) a aceleração é menor. _______________.
5.1.1. a primeira Lei de Newton. ___________________________________________________
4.2. Supõe que na situação III, o carrinho seguia inicialmente com velocidade constante de 0,8 m/s. Quando começa
a ser puxado, com a força indicada acima, aumenta a velocidade em 3,4 m/s
5.1.2. a segunda Lei de Newton. __________________________________________________
5.1.3. a terceira Lei de Newton. ___________________________________________________
a cada 2 s.
5.2. Supõe que o astronauta referido no texto tem uma massa de 65 kg e que a ferramenta que transporta
4.2.1. Calcula a intensidade da força resultante exercida no carrinho.
tem uma massa de 3 kg. Calcula a aceleração adquirida pelo astronauta quando exerce na ferramenta uma
4.2.2. Representa todas as forças que atuam no carrinho, usando uma escala apropriada.
força de 30 N.
4.2.3. Supõe que a força atuou durante 1,3 s. Calcula a velocidade final do carrinho.
4.3. Na situação I, o bloco segue com velocidade constante de 0,5 m/s enquanto está a ser puxado pelo fio
6. Seleciona a lei de Newton responsável pela explicação de cada uma das seguintes situações.
e demora 0,1 s a parar, depois de terminada a força exercida no fio.
Assinala as afirmações seguintes como verdadeiras ou falsas.
Situação
Lei de Newton
envolvida
A) A resultante de forças anula-se quando o bloco deixa de ser puxado.
Deslocamento de um foguetão.
B) A aceleração passa a ser negativa quando o bloco deixa de ser puxado.
Permanência das sondas espaciais em movimento, com velocidade
C) A resultante de forças é nula enquanto o bloco está a ser puxado.
constante, sem qualquer combustível para propulsão.
D) A aceleração é positiva enquanto o bloco está a ser puxado.
Na Lua, o peso de um corpo é menor que na Terra.
E) Quanto maior a massa do bloco, maior o atrito sofrido.
Um astronauta lança uma ferramenta para um colega, afastando-se do
mesmo.
4.4. Um bloco é colocado por cima do carrinho, como ilustrado na figura A. Quando o carrinho trava
7. Considera o gráfico seguinte que pretende ilustrar a diferença na travagem de um camião quando se
bruscamente ocorre a situação B.
encontra vazio e carregado.
Explica o sucedido.
3
4
7.1. Classifica o movimento do camião carregado nos intervalos de tempo:
9. Considera um veículo de 900 kg que se encontra em movimento numa via retilínea, de acordo com o
7.1.1. [0;2] s. _____________________________
gráfico seguinte.
7.1.2. [2;8] s. ____________________________
9.1. Classifica o movimento do veículo nos intervalos de tempo:
7.2. Este camião respeitou o limite imposto pela sinalização apresentada ao lado? Justifica.
a) [0; 5] s.
b) [10; 15] s.
7.3. Indica um intervalo de tempo em que se verificou a 1.ª lei de Newton para o camião vazio. Justifica.
7.4. A força resultante que atua no veículo durante a travagem manteve-se com o camião vazio e
c) [15; 20] s.
carregado.
7.4.1. Sabendo que a massa do camião vazio é 3200 kg, calcula o valor da força resultante durante a
9.2. Este veículo respeitou o limite imposto pela sinalização apresentada ao lado? Justifica.
travagem.
9.3. Indica um intervalo de tempo em que se verifica a 1.ª lei de Newton. Justifica enunciando a lei.
7.4.2. Calcula a massa da carga do camião.
9.4. Calcula o valor da força que atua no veículo durante a travagem.
8. O gráfico seguinte ilustra a posição de um veículo e do seu motorista com e sem airbag, durante uma
10. O diagrama seguinte ilustra o que sucede a um condutor durante uma colisão sem cinto de segurança
colisão com um obstáculo.
(A) e com cinto de segurança (B).
10.1. Em qual das situações:
a) o tempo de colisão do condutor é maior. ________________________________________
Adaptado de: Investigando o impulso em crash tests utilizando vídeo-análise
Revista Brasileira de Ensino de Física, vol.36, n.º 1, São Paulo, 2014
8.1. Em qual das situações o efeito de inércia do condutor é mais pronunciado? Justifica com base nos
b) os efeitos da inércia são mais pronunciados._____________________________________
10.2. Supõe que este veículo sofre uma colisão quando segue a 18 m/s. Calcula a intensidade da força de
impacto sobre um condutor de 70 kg:
dados.
a) na situação A, em que o condutor embate contra o vidro entre os instantes t3 e t5.
8.2. Com o airbag, a pressão a que o condutor fica sujeito é menor, porque:
b) na situação B, em que o condutor embate contra o cinto entre os instantes t1 e t8.
A) a força de colisão é maior.
10.3. Na situação B, a pressão a que o condutor fica sujeito é menor, porque:
B) a força de colisão e a área de impacto são menores.
A) a força de colisão é maior.
C) a força de colisão e a área de impacto são maiores.
B) a força de colisão e a área de impacto são menores.
D) a força de colisão é menor e a área de impacto é maior.
C) a força de colisão e a área de impacto são maiores.
8.3. Procura explicar como seria o movimento do motorista sem airbag e sem cinto de segurança.
D) a força de colisão é menor e a área de impacto é maior.
8.4. O veículo seguia a 55 km/h, com um condutor de 70 kg, quando sofre a colisão. Supondo que a colisão
10.4. Indica outro dispositivo de segurança que permitiria reduzir ainda mais os danos da colisão.
do condutor ocorre em 0,10 s sem airbag e em 0,15 s com airbag, calcula a redução provocada na força de
impacto por utilização do airbag.
5
6
11. Quando se dá um pontapé numa bola, a ação do pé sobre a bola ( ⃗ ) e a reação da bola sobre o pé
(
⃗ ) podem representar-se corretamente como na figura.
12. A intensidade da resultante dos pares de forças ⃗,
A – (5 N ; 1 N)
B – (5 N ; 7 N)
⃗ e ⃗,
⃗ é:
C – (1 N ; 7 N)
D – (1 N ; 1 N)
13 Quando a resultante de todas as forças aplicadas num fardo é nula, o fardo:
A – só pode estar em repouso.
B – só pode ter movimento retilíneo uniforme.
C-pode ter movimento retilíneo uniformemente acelerado.
D – pode estar em repouso ou com movimento retilíneo uniforme.
14. Quando um paraquedista cai para o solo com velocidade constante, as forças que atuam no conjunto
paraquedista/paraquedas podem ser representadas como no esquema:
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