Leis de Newton
1ª Lei de Newton - Lei da Inércia: um corpo em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme continuará assim até que uma força atue sobre ele.
2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica: Força é igual à massa vezes aceleração.
3ª lei de Newton - Ação e reação: toda força aplicada gera outra força de mesmo módulo (intensidade), mesma direção (horizontal, vertical e diagonal), mas sentido oposto (para cima, para a esquerda, para frente).
Assim, a 1ª lei diz que o vetor velocidade (módulo, direção e sentido) continuará constante se não houver nenhuma aceleração. Se um corpo tem velocidade zero (parado) e não for acelerado continuará parado
A aceleração muda a intensidade da velocidade (por isso o movimento será uniforme, ou seja com aceleração igual a zero). A aceleração centrípeta muda a direção e o sentido do vetor velocidade.
Exercícios do Módulo 5 – Leis de Newton
1. A posição de um helicóptero de treinamento de 15.000 kg é
dada por r(t) = (0,010 m/s³) t^3 i + (2,2 m/s) t j +(0,051 m/s²) t^2 k ,
onde i, j e k representam os
vetores unitários nas direções dos semieixos positivos x, y e z, respectivamente.
Determine, em newtons, a força resultante sobre o helicóptero em t = 2,0 s.
A resposta correta é:
2362,4.
2. Determine a aceleração (em m/s²) de um bloco de 5 kg
sobre um trilho de ar horizontal livre de atrito quando você exercer sobre ele
uma força de 42,9 N.
A resposta correta é:
8,6 m/s².
3. Duas caixas, uma de massa de 7,8 kg e outra de massa 2,0
kg, estão em repouso sobre a superfície sem atrito de um lago congelado,
ligadas por uma corda leve conforme ilustrado na figura. Uma mulher usando uma
bota com travas próprias para gelo é capaz de puxar horizontalmente a caixa de
7,8 kg com uma força de 140,8 N. Determine, em newtons, a magnitude da força de
tração no fio que liga as duas caixas.
A resposta correta é:
28,73.
4. Duas forças de 12 N e 19 N atuam perpendicularmente sobre
um bloco de massa 6 kg. Qual é a aceleração decorrente no SI?
A resposta correta é:
3,7.
5. No contexto da mecânica clássica Newtoniana, julgue os
itens abaixo atribuindo (V) para os verdadeiros e (F) para os falsos.
A força gravitacional é uma força conservativa, portanto,
jamais exerce trabalho sobre um corpo. -> F
A força gravitacional é uma força conservativa, portanto,
jamais exerce trabalho sobre um corpo em movimentos
horizontais.-> V
A força gravitacional é uma força conservativa, portanto,
jamais exerce trabalho sobre um corpo em movimentos horizontais. -> V
A primeira Lei de Newton não descreve o comportamento de
objetos movendo-se em referenciais acelerados. -> V
Se dois blocos de metal com massas diferentes deslizam
livremente sobre planos inclinados sem atrito e com ângulos de inclinação
idênticos, então eles têm a mesma aceleração. -> V
Se um bloco de massa m se encontra sobre o assoalho de um
elevador que se move com velocidade constante para cima, então o módulo da
força normal que o assoalho exerce sobre ele é igual a mg. -> V
Se um objeto se move em um cı́rculo vertical com velocidade
de módulo constante, então o módulo da força resultante sobre ele não é constante. -> F
Se um objeto se move em um cı́rculo vertical com velocidade
de módulo constante, então o módulo da força resultante sobre ele é constante. -> V.
Se uma força é exercida sobre uma partı́cula, numa direção
perpendicular à sua velocidade, então o trabalho da força é nulo. -> V
6. Num cabo de guerra entre duas pessoas versadas em Física,
cada qual puxa a corda com uma força de 312 N. Qual é a tensão na corda?
A resposta correta é:
312,0 N.
7. Qual é a força resultante que atua sobre um objeto de 216
N em queda livre?
A resposta correta é:
216,0 N.
8. Qual é a força resultante que atua sobre um objeto de 59
N em queda, enquanto ele sofre uma força de 12 N proveniente da resistência do
ar?
A resposta correta é:
47,0 N.
9. Qual o módulo da força, em Newtons, necessária para
imprimir uma aceleração de 1,2 m/s2 em uma geladeira de 113,6 kg?
A resposta correta é:
136,32.
10. Se um corpo de 8,1 kg tem uma aceleração de 9,1 m/s²
formando um ângulo de 55,7° com o semi-eixo x positivo, determine a componente
y da força resultante, em newtons, que age sobre esse corpo.
A resposta correta é:
60,89.
11. Se uma força resultante horizontal de 213,3 N é aplicada
a uma pessoa com massa de 69,3 kg em repouso na beira da piscina, qual é a
aceleração produzida em m/s²?
A resposta correta é:
3,08.
12. Um balde com água pesando 2,7 kg é acelerado de baixo
para cima por uma corda de massa desprezível cuja tensão de ruptura (tensão
máxima suportada sem que a corda se parta) é igual a 67,3 N. Aplique a segunda
lei de Newton para o balde e calcule a aceleração máxima de baixo para cima, em
m/s², que o balde pode ter sem que a corda se rompa. (Adote g = 9,81 m/s²)
A resposta correta é:
15,12.
13. Um engradado com massa de 25,7 kg, inicialmente repouso
sobre o piso de um armazém, sofre uma força resultante horizontal 11,6 N. Qual
a distância, em metros, percorrida pelo engradado em 11,4 s?
A resposta correta é:
29,33.
14. Um engradado com massa de 47,2 kg, inicialmente em
repouso sobre o piso de um armazém, sofre uma força resultante horizontal 103,5
N. Qual é a velocidade escalar, em m/s, ao final de 26,5 s?
A resposta correta é:
58,11.
15. Uma bala de um rifle 22, deslocando-se a 350 m/s, atinge
o tronco de uma árvore grande, no qual ela penetra até uma profundidade de 15,4
cm. Sabendo-se que a massa da bala é 1,9 g, determine qual é a força, em
newtons, que o tronco da árvore exerce sobre a bala. (Suponha uma força
retardadora constante)
A resposta correta é:
755,68.
16. Uma bola de massa igual a 0,94 g está suspensa por um
fio no interior de um aposento. Quando uma janela é aberta, a bola recebe uma
brisa com força constante na direção horizontal de maneira o fio que sustenta a
bola passa a fazer um ângulo de 17° com a vertical. Qual a intensidade da força
da brisa? Dê sua resposta em milinewtons e considere g = 9,83 m/s².
A resposta correta é:
2,83.
17. Você acabou de pousar no planeta X e apanha uma bola de
111,7 g. Você a deixa cair, a partir do repouso, de uma altura de 11,0 m e
cronometra que ela leva 2,0 s para atingir o solo. Qual o peso da bola, em
newtons, na superfície do planeta X?
A resposta correta é:
0,61.
Resoluções dos Exercícios do módulo 5 e Física 1
Excelente 👏❤
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