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