Questõesde ENEM sobre Leis de Newton
Para que se faça a reciclagem das latas de alumínio
são necessárias algumas ações, dentre elas:
1) recolher as latas e separá-las de outros materiais
diferentes do alumínio por catação;
2) colocar as latas em uma máquina que separa as
mais leves das mais pesadas por meio de um intenso jato
de ar;
3) retirar, por ação magnética, os objetos restantes
que contêm ferro em sua composição.
As ações indicadas possuem em comum o fato de
Para que se faça a reciclagem das latas de alumínio são necessárias algumas ações, dentre elas:
1) recolher as latas e separá-las de outros materiais diferentes do alumínio por catação;
2) colocar as latas em uma máquina que separa as mais leves das mais pesadas por meio de um intenso jato de ar;
3) retirar, por ação magnética, os objetos restantes que contêm ferro em sua composição.
As ações indicadas possuem em comum o fato de
Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra
a vela para compensar a falta de vento. Algumas vezes usam o próprio fôlego, foles ou ventiladores. Estudantes
de um laboratório didático resolveram investigar essa possibilidade. Para isso, usaram dois pequenos carros de
plástico, A e B, instalaram sobre estes pequenas ventoinhas e fixaram verticalmente uma cartolina de curvatura
parabólica para desempenhar uma função análoga à vela de um barco. No carro B inverteu-se o sentido da
ventoinha e manteve-se a vela, a fim de manter as características físicas do barco, massa e formato da cartolina.
As figuras representam os carros produzidos. A montagem do carro A busca simular a situação dos desenhos
animados, pois a ventoinha está direcionada para a vela.
Com os carros orientados de acordo com as figuras, os estudantes ligaram as ventoinhas, aguardaram o fluxo de
ar ficar permanente e determinaram os módulos das velocidades médias dos carros A (VA) e B (VB) para o mesmo
intervalo de tempo.
A respeito das intensidades das velocidades médias e do sentido de movimento do carro A, os estudantes observaram que:
Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra a vela para compensar a falta de vento. Algumas vezes usam o próprio fôlego, foles ou ventiladores. Estudantes de um laboratório didático resolveram investigar essa possibilidade. Para isso, usaram dois pequenos carros de plástico, A e B, instalaram sobre estes pequenas ventoinhas e fixaram verticalmente uma cartolina de curvatura parabólica para desempenhar uma função análoga à vela de um barco. No carro B inverteu-se o sentido da ventoinha e manteve-se a vela, a fim de manter as características físicas do barco, massa e formato da cartolina. As figuras representam os carros produzidos. A montagem do carro A busca simular a situação dos desenhos animados, pois a ventoinha está direcionada para a vela.
Com os carros orientados de acordo com as figuras, os estudantes ligaram as ventoinhas, aguardaram o fluxo de ar ficar permanente e determinaram os módulos das velocidades médias dos carros A (VA) e B (VB) para o mesmo intervalo de tempo.
A respeito das intensidades das velocidades médias e do sentido de movimento do carro A, os estudantes observaram que:
As pessoas que utilizam objetos cujo princípio de
funcionamento é o mesmo do das alavancas aplicam
uma força, chamada de força potente, em um dado ponto
da barra, para superar ou equilibrar uma segunda força,
chamada de resistente, em outro ponto da barra. Por causa
das diferentes distâncias entre os pontos de aplicação das
forças, potente e resistente, os seus efeitos também são
diferentes. A figura mostra alguns exemplos desses objetos.
Em qual dos objetos a força potente é maior que a força
resistente?
As pessoas que utilizam objetos cujo princípio de funcionamento é o mesmo do das alavancas aplicam uma força, chamada de força potente, em um dado ponto da barra, para superar ou equilibrar uma segunda força, chamada de resistente, em outro ponto da barra. Por causa das diferentes distâncias entre os pontos de aplicação das forças, potente e resistente, os seus efeitos também são diferentes. A figura mostra alguns exemplos desses objetos.
Em qual dos objetos a força potente é maior que a força
resistente?
Durante um reparo na estação espacial internacional,
um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba
do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava
danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba
estão em repouso em relação à estação. Quando ele
empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no
sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma
velocidade de 0,2 m/s em relação à estação.
Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo
cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão?
Durante um reparo na estação espacial internacional, um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma velocidade de 0,2 m/s em relação à estação.
Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão?
Durante uma faxina, a mãe pediu que o filho a
ajudasse, deslocando um móvel para mudá-lo de lugar.
Para escapar da tarefa, o filho disse ter aprendido na
escola que não poderia puxar o móvel, pois a Terceira Lei
de Newton define que se puxar o móvel, o móvel o puxará
igualmente de volta, e assim não conseguirá exercer uma
força que possa colocá-lo em movimento.
Qual argumento a mãe utilizará para apontar o erro de
interpretação do garoto?
Durante uma faxina, a mãe pediu que o filho a ajudasse, deslocando um móvel para mudá-lo de lugar. Para escapar da tarefa, o filho disse ter aprendido na escola que não poderia puxar o móvel, pois a Terceira Lei de Newton define que se puxar o móvel, o móvel o puxará igualmente de volta, e assim não conseguirá exercer uma força que possa colocá-lo em movimento.
Qual argumento a mãe utilizará para apontar o erro de interpretação do garoto?
Em 1543, Nicolau Copérnico publicou um livro
revolucionário em que propunha a Terra girando em
torno do seu próprio eixo e rodando em torno do Sol.
Isso contraria a concepção aristotélica, que acredita que
a Terra é o centro do universo. Para os aristotélicos, se
a Terra gira do oeste para o leste, coisas como nuvens
e pássaros, que não estão presas à Terra, pareceriam
estar sempre se movendo do leste para o oeste,
justamente como o Sol. Mas foi Galileu Galilei que, em
1632, baseando-se em experiências, rebateu a crítica
aristotélica, confirmando assim o sistema de Copérnico.
Seu argumento, adaptado para a nossa época, é: se uma
pessoa, dentro de um vagão de trem em repouso, solta
uma bola, ela cai junto a seus pés. Mas se o vagão estiver
se movendo com velocidade constante, a bola também
cai junto a seus pés. Isto porque a bola, enquanto cai,
continua a compartilhar do movimento do vagão.
O princípio físico usado por Galileu para rebater o
argumento aristotélico foi
Em 1543, Nicolau Copérnico publicou um livro revolucionário em que propunha a Terra girando em torno do seu próprio eixo e rodando em torno do Sol. Isso contraria a concepção aristotélica, que acredita que a Terra é o centro do universo. Para os aristotélicos, se a Terra gira do oeste para o leste, coisas como nuvens e pássaros, que não estão presas à Terra, pareceriam estar sempre se movendo do leste para o oeste, justamente como o Sol. Mas foi Galileu Galilei que, em 1632, baseando-se em experiências, rebateu a crítica aristotélica, confirmando assim o sistema de Copérnico. Seu argumento, adaptado para a nossa época, é: se uma pessoa, dentro de um vagão de trem em repouso, solta uma bola, ela cai junto a seus pés. Mas se o vagão estiver se movendo com velocidade constante, a bola também cai junto a seus pés. Isto porque a bola, enquanto cai, continua a compartilhar do movimento do vagão.
O princípio físico usado por Galileu para rebater o argumento aristotélico foi
Segundo Aristóteles, uma vez deslocados de seu
local natural, os elementos tendem espontaneamente
a retornar a ele, realizando movimentos chamados
de naturais.
Já em um movimento denominado forçado, um
corpo só permaneceria em movimento enquanto
houvesse uma causa para que ele ocorresse. Cessada
essa causa, o referido elemento entraria em repouso ou
adquiriria um movimento natural.
PORTO, C. M. A física de Aristóteles: uma construção ingênua?
Revista Brasileira de Ensino de Física. V. 31, n° 4 (adaptado).
Posteriormente, Newton confrontou a ideia de Aristóteles
sobre o movimento forçado através da lei da
Segundo Aristóteles, uma vez deslocados de seu local natural, os elementos tendem espontaneamente a retornar a ele, realizando movimentos chamados de naturais.
Já em um movimento denominado forçado, um corpo só permaneceria em movimento enquanto houvesse uma causa para que ele ocorresse. Cessada essa causa, o referido elemento entraria em repouso ou adquiriria um movimento natural.
PORTO, C. M. A física de Aristóteles: uma construção ingênua? Revista Brasileira de Ensino de Física. V. 31, n° 4 (adaptado).
Posteriormente, Newton confrontou a ideia de Aristóteles sobre o movimento forçado através da lei da
Para um salto no Grand Canyon usando motos, dois
paraquedistas vão utilizar uma moto cada, sendo que uma
delas possui massa três vezes maior. Foram construídas
duas pistas idênticas até a beira do precipício, de forma
que no momento do salto as motos deixem a pista
horizontalmente e ao mesmo tempo. No instante em que
saltam, os paraquedistas abandonam suas motos e elas
caem praticamente sem resistência do ar.
As motos atingem o solo simultaneamente porque
Para um salto no Grand Canyon usando motos, dois paraquedistas vão utilizar uma moto cada, sendo que uma delas possui massa três vezes maior. Foram construídas duas pistas idênticas até a beira do precipício, de forma que no momento do salto as motos deixem a pista horizontalmente e ao mesmo tempo. No instante em que saltam, os paraquedistas abandonam suas motos e elas caem praticamente sem resistência do ar.
As motos atingem o solo simultaneamente porque
No dia 27 de junho de 2011, o asteroide 2011 MD, com
cerca de 10 m de diâmetro, passou a 12 mil quilômetros
do planeta Terra, uma distância menor do que a órbita
de um satélite. A trajetória do asteroide é apresentada
na figura.
A explicação física para a trajetória descrita é o fato de o
asteroide
No dia 27 de junho de 2011, o asteroide 2011 MD, com cerca de 10 m de diâmetro, passou a 12 mil quilômetros do planeta Terra, uma distância menor do que a órbita de um satélite. A trajetória do asteroide é apresentada na figura.
A explicação física para a trajetória descrita é o fato de o
asteroide
Uma invenção que significou um grande avanço
tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação
de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.C. a 212 a.C.).
O aparato consiste em associar uma série de polias
móveis a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo
possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes
teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo
desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia,
um navio repleto de passageiros e cargas, algo que
seria impossível sem a participação de muitos homens.
Suponha que a massa do navio era de 3 000 kg, que o
coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era
de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma
força , paralela à direção do movimento e de módulo
igual a 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a
aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e que a superfície
da praia é perfeitamente horizontal.
O número mínimo de polias móveis usadas, nessa
situação, por Arquimedes foi
Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.C. a 212 a.C.). O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de 3 000 kg, que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força , paralela à direção do movimento e de módulo igual a 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e que a superfície da praia é perfeitamente horizontal.
O número mínimo de polias móveis usadas, nessa
situação, por Arquimedes foi
Um garoto foi à loja comprar um estilingue e
encontrou dois modelos: um com borracha mais “dura"
e outro com borracha mais “mole". O garoto concluiu
que o mais adequado seria o que proporcionasse maior
alcance horizontal, D, para as mesmas condições de
arremesso, quando submetidos à mesma força aplicada.
Sabe-se que a constante elástica kd (do estilingue mais
“duro") é o dobro da constante elástica km (do estilingue
mais “mole").
A razão entre os alcances referentes aos estilingues com borrachas “dura" e “mole", respectivamente, é igual a
A razão entre os alcances referentes aos estilingues com borrachas “dura" e “mole", respectivamente, é igual a
O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água para o seu funcionamento apropriado é de 20 kPa. A figura mostra a
instalação hidráulica com a caixa d’água e o cano ao qual deve ser conectada a ducha.
O valor da pressão da água na ducha está associado à altura
O valor da pressão da água na ducha está associado à altura
Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas 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 pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são:
As representações esquemáticas da força de atrito fat entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são:
Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa, resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica, contendo 1,0 litro d’água. Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1,5 litro e também que a porção não ficara totalmente submersa, com de seu volume fora d’água. Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, .
No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500 kg (meio quilograma).
Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a
No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500 kg (meio quilograma).
Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a
Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência:
I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior.
II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la.
III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda.
O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.
A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a
I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior.
II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la.
III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda.
O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.
A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a
Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro.
Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s2, a densidade da água do lago, em g/cm 3, é
Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s2, a densidade da água do lago, em g/cm 3, é