Questõessobre Leis de Newton
Depois de sua formulação das leis de movimentos, a segunda, e talvez a maior, contribuição
de Newton para o desenvolvimento da Mecânica foi a descoberta da interação gravitacional, isto
é, a interação entre dois corpos, planetas ou partículas, que produz um movimento que pode
ser descrito pelas leis de Kepler.
Com base nos conhecimentos sobre a Gravitação Universal, é correto afirmar:
A velocidade que um corpo, abandonado a uma distância r, do centro da Terra, quando atingir
superfície terrestre, é dada por em que g é a aceleração da gravidade
nessa superfície.
Considere-se uma partícula de massa m que se move sob a ação de uma força F, que é
constante em módulo, direção e sentido.
Quando a partícula se desloca de uma posição x1 para uma posição x2, ao longo de uma trajetória
retilínea, é correto afirmar:
Sempre que dois corpos estão em contato, como no caso de um livro em repouso sobre uma
mesa, existe uma resistência opondo-se ao movimento relativo dos dois corpos. Suponha-se
que um livro de massa m é empurrado ao longo da mesa, com uma força F = 10,0N, e que
o coeficiente de atrito entre a mesa e o livro seja μ = 0,2.
Considerando-se que o livro se desloca 80,0cm em um intervalo de tempo de 1,0s e que o
módulo da aceleração da gravidade local é igual a 10,0m/s2
, é correto afirmar:
Em experiências diárias, tem-se constatado que os corpos estão em movimento. Esses
movimentos são atribuídos às interações entre os corpos e são descritos por meio dos conceitos
de força ou de energia.
Suponha-se que uma única força F, que atua 20,0s, seja aplicada a um corpo de massa
m = 500,0kg. A força produz no corpo, que estava inicialmente em repouso, uma velocidade final
de 0,5m/s. Essa força cresce linearmente com o tempo, durante 15,0s, e depois decresce até
zero, também linearmente, durante 5s.
Com base nessas informações, é correto afirmar:
Considere as figuras (a), (b) e (c) e analise as
afirmações seguintes:

(I) Na figura (a), quanto mais tempo o atleta
demorar a levantar a barra de pesos, maior será o
trabalho realizado pelas forças aplicadas a esse
objeto.
(II) Na figura (c), quanto mais a pessoa andar,
mais ela se cansará. Portanto, a força vertical F ,
que ela aplica sobre a mala para carregá-la,
realizará mais trabalho.
(III) Na figura (b), se a barra foi levantada pelo
esportista com velocidade constante, o trabalho
realizado pelas forças aplicadas à barra será igual
a mgh, onde m é a massa da barra, g a aceleração
da gravidade e h a altura levantada.
(IV) Considerando a posição do atleta mostrada na
figura(b), e que a partir daí ele comece a se
deslocar para frente e para atrás, tentando
sustentar a barra de pesos por alguns segundos,
sempre na mesma altura mostrada, pode-se
afirmar que, durante essa movimentação, as forças
com as quais ele sustenta a barra de pesos não
realizarão trabalho, independente do cansaço do
atleta.
Sendo assim, pode-se afirmar que:
Considere as figuras (a), (b) e (c) e analise as afirmações seguintes:
(I) Na figura (a), quanto mais tempo o atleta demorar a levantar a barra de pesos, maior será o trabalho realizado pelas forças aplicadas a esse objeto.
(II) Na figura (c), quanto mais a pessoa andar, mais ela se cansará. Portanto, a força vertical F , que ela aplica sobre a mala para carregá-la, realizará mais trabalho.
(III) Na figura (b), se a barra foi levantada pelo esportista com velocidade constante, o trabalho realizado pelas forças aplicadas à barra será igual a mgh, onde m é a massa da barra, g a aceleração da gravidade e h a altura levantada.
(IV) Considerando a posição do atleta mostrada na figura(b), e que a partir daí ele comece a se deslocar para frente e para atrás, tentando sustentar a barra de pesos por alguns segundos, sempre na mesma altura mostrada, pode-se afirmar que, durante essa movimentação, as forças com as quais ele sustenta a barra de pesos não realizarão trabalho, independente do cansaço do atleta.
Sendo assim, pode-se afirmar que:
Na subida do elevador panorâmico de um
shopping, Maria segura sua sacola de compras.
Em certo instante (t0), de forma distraída, deixa
suas compras cair e faz uma análise do
acontecido, uma vez que é aluna do 1º período do
curso de Física. No mesmo momento, Ana, aluna
do último ano do mesmo curso, observa o que aconteceu do lado de fora e também decide
analisar a situação. Sabendo que a aceleração do
elevador é a e sua velocidade no instante t0 é v0.
,
elas chegaram às seguintes deduções:
(I) Ana – “A sacola subiu primeiramente até certa
altura e, depois, desceu até atingir o chão do
elevador, tendo este último uma altura maior do
que no instante em que deixaram-na cair”.
(II) Ana – “Pensando melhor, a sacola caiu
exatamente da mesma forma como foi observada
por uma pessoa dentro do elevador”.
(III) Maria – “A aceleração da sacola foi a
aceleração da gravidade”.
(IV) Ana – “No instante t0, a sacola estava subindo
com velocidade v0”.
(V) Ana – “Pensando bem, a sacola ficou
flutuando por alguns instantes, antes de cair no
chão do elevador”.
Em relação às conclusões das alunas, pode-se
dizer que:
O dinamômetro é um dispositivo utilizado
para medir forças, em particular o peso de um
objeto. Na figura abaixo, é mostrado um objeto
preso ao dinamômetro D e parcialmente submerso
em um líquido, onde a densidade do objeto (ρ)
tem um valor maior do que a do líquido (σ).

Analisando esse sistema, considere as afirmações:
(I) A leitura no dinamômetro será a mesma,
independentemente de o objeto estar dentro ou
fora do líquido.
(II) A leitura no dinamômetro, quando o objeto
estiver totalmente ou parcialmente submerso no
líquido, será maior do que o valor registrado fora
do líquido.
(III) A leitura no dinamômetro, quando o objeto
estiver totalmente ou parcialmente submerso no
líquido, será menor do que o valor registrado fora
do líquido.
(IV) A leitura no dinamômetro diminuirá se o
objeto for cada vez mais afundado, e a mesma não
mudará mais a partir do momento em que o objeto
estiver totalmente submerso.
(V) A leitura no dinamômetro aumentará se o
objeto for cada vez mais afundado, e a mesma não
mudará mais a partir do momento em que o objeto
estiver totalmente submerso.
Assim, é verdadeiro concluir que:

A força de resistência do ar sobre um corpo, independentemente de sua massa, é proporcional ao quadrado de
sua velocidade, conforme indica a expressão matemática a seguir: Far = 0,4 V². Nesse caso, V é a velocidade do
corpo em m/s e Far a força de resistência do ar em N. A máxima velocidade de um corpo, ao ser tracionado para
frente com uma força constante de 10 N, será a seguinte:

Considere um bloco metálico de peso P em equilíbrio sobre um plano inclinado com isolamento
elétrico, conforme a figura.
Sabendo-se que a intensidade do campo elétrico é E, e desprezando-se a força de atrito entre o
plano e o bloco, pode-se afirmar que o valor da carga elétrica que mantém o equilíbrio do bloco é
dada pela relação

PEsen
PE–1cos
PE–1tg
EP–1sen–1
EP–1cotg

Um bloco de gelo com massa de 10,0kg desliza sobre uma rampa de madeira, partindo do repouso,
de uma altura de 2,0m, conforme a figura.
Considerando-se o calor latente de fusão de gelo como sendo 80,0cal/g, 1cal igual a 4,0J e o módulo
da aceleração da gravidade local, 10,0m/s²
, e sabendo-se que o bloco de gelo chega à base da
rampa com velocidade de módulo igual a 4,0m/s, é correto afirmar que a massa de gelo fundida é,
aproximadamente, igual a

Uma pedra, com massa de 1,0kg, encontra-se presa na extremidade de um dinamômetro que indica
7,0N quando equilibra a pedra mergulhada totalmente na água, sob a ação da gravidade local de
módulo igual a 10m/s²
.
Desprezando-se a viscosidade e considerando-se a massa específica da água como sendo
1,0g/cm³
, a densidade absoluta da pedra é, aproximadamente, igual, em g/cm³ , a
Um automóvel, com massa de uma tonelada, encontra-se sobre o êmbolo de área maior do elevador
hidráulico de um posto de abastecimento.
Sabendo-se que o módulo da aceleração da gravidade local é 10,0m/s²
, as áreas dos êmbolos são
iguais a 4,0.10–4m²
e 5,0.10–2m²
, o valor mínimo da força aplicada para elevar o automóvel
corresponde ao peso de um corpo com massa, em kg, igual a
Um pescador que pesa 75,0kgf encontra-se sentado em uma das extremidades de um barco em
repouso, na superfície de uma lagoa. Em um determinado instante, o pescador
levanta-se e anda até a outra extremidade do barco, que tem 4,5m de comprimento e 300,0kg de
massa.
Sabendo-se que a água se encontra em repouso e desprezando-se os efeitos de forças dissipativas,
a distância percorrida pelo barco, durante o deslocamento do pescador, medida em relação à água,
em cm, foi igual a
Devido ao movimento de rotação da Terra, o peso aparente de um mesmo corpo na superfície
terrestre é menor no equador que nos polos.
Admitindo-se a Terra como uma esfera homogênea com raio de 6,4.106m e o módulo da aceleração
da gravidade nos polos como sendo 10,0m/s²
, para que uma pessoa, situada na linha do equador,
tivesse peso igual a zero, a velocidade angular de rotação da Terra deveria ser, em rad/s, igual a

Um motor com rendimento de 70% puxa um bloco de 50,0kg, que desliza com velocidade constante de 5,0m/s sobre o plano inclinado representado na figura.
Desprezando-se a resistência do ar, admitindo-se as polias e o fio como sendo ideais, o módulo da
aceleração da gravidade, g = 10,0m/s2
, o coeficiente de atrito dinâmico, µd
= 0,3, e sabendo-se que
cos = 0,8 e sen = 0,6, a potência do motor, em kW, é igual a

Uma pequena esfera de aço que estava a 20,0m de altura, medida em relação ao solo, foi lançada
verticalmente para baixo com velocidade de 5,0m/s.
Desprezando-se a resistência do ar e sabendo-se que o módulo da aceleração da gravidade local é
10,0m/s²
, é correto afirmar que a esfera passou a 10,0m do solo no instante, em segundos, igual a
Em toda a região Norte, o transporte fluvial é o principal meio de locomoção, seja
em grandes embarcações, seja em pequenos barcos. Estima-se que trafegam
cerca de 30 mil embarcações na Região, mas 10 mil não sofrem qualquer
fiscalização. Segundo o Ministério da Defesa, nos últimos cinco anos, foram
registrados 519 acidentes de navegação somente na região Norte. A maioria dos
acidentes decorre de falhas humanas. Entretanto, muitos acidentes também
ocorrem por falha no projeto e na construção das embarcações. Um pequeno
barco típico da região, equipado com motor diesel tradicional, com velocidade em
torno de 5 m/s, ao se chocar com um tronco boiando nas águas, imprime uma
força de cerca de 2400 N sobre o obstáculo.
Com os dados do texto acima, desprezando todas as resistências, conclui-se que
a potência (em kW) desenvolvida pela embarcação, no momento da colisão, é:
Os estudantes de mecânica, durante uma aula
de laboratório de física, lançaram uma esfera de
aço de massa m = 40g, usando uma mola de
constante elástica K = 100 N/m. A esfera foi lançada de uma mesa de altura h = 80 cm e
chega ao solo com alcance A= 50 cm. Determine
o valor da compressão X (em cm) da mola nesse
experimento (considere g = 10m/s² ).


Para determinar a densidade de um sólido de sua
massa igual a 100g, o mesmo foi suspenso por
um fio e mergulhado totalmente na água em um
béquer, sem tocar nas paredes e nem no fundo
do béquer. Com uma balança mediu-se a massa
do sistema, indicado na figura. A massa da água
com o béquer, sem o sólido, é 500 g e a
densidade da água é 1 g/cm³.

Nesse experimento, o valor aproximado da
densidade do sólido, em g/cm³ é
