Transcript • Aplicações das Leis de Newton 1) Na tabela seguinte

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Aplicações das Leis de Newton
1) Na tabela seguinte apresentamos as acelerações
adquiridas por três automóveis A, B, C quando sobre
eles atuam as forças indicadas abaixo. Utilizando o
princípio fundamental da dinâmica (2ª lei de Newton)
determine qual carro tem maior massa. Escreva os
cálculos.
6) Determine a aceleração do conjunto de corpos e as
intensidades das trações nos fios do esquema abaixo,
sabendo que mA = 1kg, mB=2 kg , mC = 3kg e mD =
4kg.
7) No interior de um elevador existe um dinamômetro
no qual está suspenso um corpo de massa 2kg. Se a
indicação do dinamômetro é de 24N, é CORRETO
afirmar que
2) Sob a ação de uma força F de módulo 50N, um
corpo de 8kg tem uma aceleração de 5m/s2.
Considerando que apenas a força de atrito, Fat,
interfere no movimento, seu valor em N é
(A)10
(B)20
(C)30
(D)40
(E)50
3) Três corpos A, B e C de massas iguais a MA=2kg,
MB=3kg e MC=5kg estão apoiados numa superfície
horizontal perfeitamente lisa. O fio que liga os corpos
é ideal, isto e, de massa desprezível e inextensível. A
força horizontal F tem intensidade igual a 40N. Qual a
intensidade das força de tração no fio 1 e no fio 2?
(A) o elevador está parado.
(B) o elevador está subindo
constante·
(C) o elevador está subindo
uniformemente acelerado.
(D) o elevador está descendo
uniformemente acelerado.
(E) o elevador está descendo
uniforme.
A) 21
B) 11,5
C) 9,0
D) 7,0
com
movimento
com movimento
com movimento
B) 6m/s2
C) 4m/s2
D) 2m/s2
9) Calcule a aceleração do conjunto e a tração nos
fios.
E) 6,0
5) Durante uma apresentação da Esquadrilha da
Fumaça, um dos aviões descreve a trajetória circular
representada nesta figura:
10) A figura a seguir mostra um corpo de massa 50kg
sobre um plano inclinado sem atrito, que forma um
r
ângulo θ com a horizontal. A intensidade da força F
que fará o corpo subir o plano com aceleração
constante de 2 m/s2 é: (Dados:g=10m/s2 e sen θ =
0,6 )
Ao passar pelo ponto MAIS baixo da trajetória, a força
que o assento do avião exerce sobre o piloto é
A) igual ao peso do piloto.
B) maior que o peso do piloto.
C) menor que o peso do piloto.
D) nula.
velocidade
8) Na figura, os corpos M e P tem massas
respectivamente iguais a 3kg e 2kg. Desprezando-se
os atritos e as massas da polia e do fio e
considerando-se g = 10m/s2, a aceleração do corpo M
vale:
A) 8m/s2
4) Os blocos A e B têm massas mA=5,0kg e mB=2,0kg
e estão apoiados num plano horizontal perfeitamente
liso. Aplica-se ao corpo A a força horizontal de módulo
21N. A força de contato entre os blocos A e B tem
módulo, em newtons,
com
A) 50 N
B) 100 N
C) 200 N
D) 300 N
E) 400 N
11) Sabendo que no sistema indicado não há atrito e
que os fios e a polia são ideais, determine e
aceleração do conjunto e as intensidades das trações
nos fios . Dados: mA = 1kg, mB = 2kg, mC = 7 kg e
g=10 m/s2, sen30º = 0,5 e cos30º = 0,86
14) Os corpos A, B e C a seguir representados
possuem massas m(A) = 3 kg, m(B) = 2 kg e m(C) = 5
kg. Considerando que estão apoiados sobre uma
superfície horizontal perfeitamente lisa e que a força F
vale 20 N, determine a intensidade da força que o
corpo A exerce sobre o corpo B.
12) Na montagem experimental ilustrada ao lado,
os fios e a polia têm massas desprezíveis e podese desconsiderar o atrito no eixo da polia.
Considere g = 10m/s2
Nessas condições, é CORRETO afirmar
(A) 14 N.
(B) 8 N.
(C) 2 N.
(D) 10 N.
(E) 12 N.
15) Um trabalhador empurra um conjunto formado por
dois blocos A e B de massas 4 kg e 6 kg,
respectivamente, exercendo sobre o primeiro uma
força horizontal de 50 N, como representado na figura.
Admitindo-se que não exista atrito entre os blocos e a
superfície, o valor da força que A exerce em B, em
Newtons, é
A)
Os corpos movem-se com velocidade
constante.
B) A tensão no fio é de 30 N.
C)
A força do conjunto sobre a haste de
sustentação é de 50 N.
D) A aceleração dos corpos é de 5,0 m/s2.
(A) 50.
(B) 30.
(C) 20.
(D) 10.
16) Na figura, os blocos A e B, com massas iguais a 5
e 20 kg, respectivamente, são ligados por meio de um
cordão inextensível.
13) Uma pessoa sobe em uma balança que está
dentro de um elevador e as seguintes situações se
apresentam:
A – O elevador sobe com aceleração de 2 m/s².
B – O elevador desce com aceleração constante de 2
m/s².
C – O elevador cai em queda livre, quando os cabos
de sustentação se rompem.
Considerando a aceleração da gravidade igual a 10
m/s², as indicações da balança, em kg, para os casos
A, B e C serão, respectivamente,
(A) 72, 48, 0.
(B) 48, 72, 0.
(C) 72, 48, 60.
(D) 48, 72, 60.
Desprezando-se as massas do cordão e da roldana e
qualquer tipo de atrito, a aceleração do bloco A, em
m/s², é igual a
(A) 1,0.
(B) 2,0.
(C) 3,0.
(D) 4,0.
17) Dois blocos, de massas m1 = 3,0 kg e m2 = 1,0
kg, ligados por um fio inextensível, podem deslizar
sem atrito sobre um plano horizontal. Esses blocos
são puxados por uma força horizontal F de módulo F=
6 N, conforme a figura.
20) Na figura, o bloco A tem uma massa MA = 80 kg e
o bloco B, uma massa MB = 20 kg. São ainda
desprezíveis os atritos e as inércias do fio e da polia e
considera-se g = 10 m/s².
20.1 Sobre a acelração do bloco B, é CORRETO
afirmar que ela será de
(A) 1 m/s² para baixo.
(B) 4,0 m/s² para cima.
(C) 4,0 m/s² para baixo.
(D) 2,0 m/s² para baixo.
A tensão no fio que liga os dois blocos é
(A) zero.
(B) 2,0 N.
(C) 3,0.
(D) 4,5 N.
(E) 6,0 N.
18) Três blocos A, B e C de massas 4 kg, 6 kg e 8 kg,
respectivamente,
são
dispostos
conforme
representado no desenho, em um local onde a
aceleração da gravidade g vale 10 m/s².
20.2 O módulo da força que traciona o fio é
(A) 160 N.
(B) 200 N.
(C) 400 N.
(D) 600 N.
21) Dois blocos, de massas M1 e M2, estão ligados
através de um fio inextensível de massa desprezível
que passa por uma polia ideal, como mostra a figura.
O bloco 2 está sobre uma superfície plana e lisa, e
desloca-se com aceleração a = 1 m/s². Determine a
massa M2, em kg, sabendo que M1 = 1 kg.
Desprezando todas as forças de atrito e considerando
ideais as polias e fios, a intensidade da força
horizontal F que deve ser aplicada ao bloco A para
que o bloco C suba verticalmente com uma
aceleração constante de 2 m/s² é de
(A) 100 N.
(B) 112 N.
(C) 124 N.
(D) 140 N.
(E) 176 N.
19) Na figura têm-se três caixas com massas m1 =
45,0 kg, m2 = 21,0 kg, e m3 = 34,0 kg, apoiadas sobre
uma superfície horizontal sem atrito.
22) Dois blocos A e B de massas 10 kg e 20 kg,
respectivamente, unidos por um fio de massa
desprezível, estão em repouso sobre um plano
horizontal sem atrito. Uma força, também horizontal,
de intensidade F = 60 N é aplicada no bloco B,
conforme a figura.
O
módulo da força de tranção no fio que une os dois
blocos, em Newtons, vale
(A) Qual a força horizontal F necessária para empurrar
as caixas para a direita, como se fossem uma só, com
uma aceleração de 1,20 m/s²?
(B) Ache a força exercida por m2 em m3.
(A) 60.
(B) 50.
(C) 40.
(D) 30.
(E) 20.
23) Um bloco A, de massa igual a 2,0 kg, é colocado
sobre um bloco B, de massa igual a 4,0 kg, como
mostrado na figura. Sabendo-se que o sistema
permanece em repouso sobre uma mesa, calcule a
força que a mesa exerce sobre o bloco B, em
Newtons.
27) Alguns mecanismos que são utilizados pelo ser
humano no dia a dia têm seu princípio de
funcionamento atrelado a leis da Física. Por exemplo,
na construção civil, muitas vezes é necessário
carregar peças muito pesadas, tarefa que um ser
humano normal, sem ajuda de equipamentos, não
conseguiria executar.
Considere que um trabalhador precise levantar uma
peça de ferro de massa m = 200 kg. O arranjo que
permite ao trabalhador levantar a peça, exercendo a
menor força possível, é
24) Um bloco de massa mA desliza no solo horizontal,
sem atrito, sob ação de uma força constante, quando
um bloco de massa mB é depositado sobre ele. Após a
união, a força aplicada continua sendo a mesma,
porém a aceleração dos dois blocos fica reduzida à
quarta parte da aceleração que o bloco A possuía. É
CORRETO afirmar que a razão entre as massas,
mA/mB, é
(A) 1,3.
(B) 4/3.
(C) 3/2.
(D) 1.
(E) 2.
25) O sistema de roldanas apresentado encontra-se
em equilíbrio devido à aplicação da força de
intensidade 1000 N.
Essa
circunstância
permite entender que,
ao
considerar
o
sistema ideal, o peso
da barra de aço é, em
N, de
(A) 1000 N.
(B) 2000 N.
(C) 3000 N.
(D) 4000 N.
(E) 8000 N.
26) A figura representa a seção vertical deAum trecho
de rodovia. Os raios de curvatura dos pontos A e B
são iguais e o trechoAque contém o ponto C é
horizontal. Um automóvel percorre a rodovia
comAvelocidade
escalar
constante. Sendo
NA, NB e NC a reação normal da rodovia sobre o carro
nos pontos A, B e C,Arespectivamente, é CORRETO
dizer que
(A) NB > NA > NC.
(B) NB > NC > NA.
(C) NC > NB > NA.
(D) NA > NB > NC.
(E) NA = NC = NB.
28) Uma pequena caixa é lançada sobre um plano
inclinado e, depois de um intervalo de tempo, desliza
com velocidade constante.
Observe a figura, na qual o segmento orientado indica
a direção e o sentido do movimento da caixa.
Entre as representações abaixo, a que melhor indica
as forças que atuam sobre a caixa é:
(A)
(B)
(C)
(D)
29) Quando um carro se desloca numa estrada
horizontal, seu peso P é anulado pela reação normal
N exercida pela estrada. Quando esse carro passa no
alto de uma lombada, sem perder o contato com a
pista, seu peso será representado por P' e a reação
normal da pista sobre ele por N'. Com relação aos
módulos dessas forças, pode-se afirmar que:
(A) P' < P
(B) P' < P
(C) P' = P
(D) P' = P
(E) P' > P
e
e
e
e
e
N' = N
N' > N
N' < N
N' > N
N' < N
30) Daniel está brincando com um carrinho, que corre
por uma pista composta de dois trechos retilíneos – P
e R – e dois trechos em forma de semicírculos – Q e S
-, como representado nesta figura:
35) Observe o sistema abaixo, onde não existem
forças de atrito e o fio é inextensível e sem peso.
O
carrinho passa pelos trechos P e Q mantendo o
módulto de sua velocidade constante. Em seguida, ele
passa pelos trechos R e S aumentando sua
velocidade. Com base nessas informações, é
CORRETO afirmar que a resultante das forças sobre o
carrinho
(A) é nula no trecho Q e não é nula no trecho R.
(B) é nula no trecho P e não é nula no trecho Q.
(C é nula nos trechos P e Q.
(D) não é nula em nenhum dos trechos marcados.
31) Seja um elevador com massa de 1000 kg, em
movimento descendente vertical com aceleração de 2
m/s². Considerando-se a aceleração da gravidade 10
m/s², calcule a força de tração aplicada no cabo do
elevador.
(A) 7000 N.
(B) 7500 N.
(C) 8500 N.
(D) 8000 N.
32) Um elevador sobe com aceleração constante de
1,5 m/s² e, sobre o seu piso, há uma balança sobre a
qual se encontara um bloco de massa 80 kg. A
aceleração da gravidade é 10 m/s². Assinale a
alternativa que corresponde à leitura da balança.
(A) 910 N.
(B) 918 N.
(C) 920 N.
(D) 915 N.
33) Um veículo com massa de 800 kg se desloca em
um trecho circular com raio de 40 m. No ponto mais
baixo da curva, ele adquire uma velocidade de 20 m/s.
Assinale o item que dá o módulo da reação normal da
pista no veículo. Dado: g = 10 m/s².
(A) 14000 N
(B) 17000 N
(C) 16000 N
(D) 15000 N
34) Um corpo de massa de 20 kg está inicialmente em
repouso, logo em seguida é aplicada sobre esse corpo
uma força constante de módulo 8 N.
Assinale a alternativa que corresponde à velocidade
do corpo após 6s.
(A) 2,0 m/s
(C) 2,4 m/s
(B) 3,0 m/s
(D) 2,8 m/s
Na figura, pode-se notar que são dadas as massas de
A e B, assim como a força F que está aplicada no
corpo A. Se a aceleração da gravidade no local é dada
por 10 m/s², assinale o item que corresponde,
respectivamente, à aceleração do sistema e à força de
tração no fio.
(A) 15 m/s² e 350 N.
(B) 16 m/s² e 300 N.
(C) 10 m/s² e 400 N.
(D) 10 m/s² e 380 N.
36) Dois corpos, A e B, de massas respectivamente
iguais a 10 kg e 20 kg, estando no início em repouso,
estão ligados por um fio inextensível de massa
desprezível, sobre uma superfície plana, horizontal e
polida. Sobre o corpo A, aplica-se uma força F de
valor 330 N, conforme se observa na figura. Sendo g =
10 m/s², assinale a alternativa que corresponde à
força de tração no fio que une A e B.
(A) 210 N
(B) 230 N
(C) 220 N
(D) 240 N
37) Na figura abaixo, o corpo A com massa 60 kg é
colocado
sobre
uma
superfície
horizontal
perfeitamente lisa e preso a um fio com massa
desprezível, que passa por uma roldana sem atrito,
preso a outro corpo B com massa 20 kg. Se a
aceleração da gravidade é 10 m/s², assinale o item
que representa a força de tração no fio que une os
corpos.
(A) 200 N
(B) 160 N
(C) 120 N
(D) 150 N
38) Seja um bloco de massa 40 kg, que se movimenta
sobre uma superfície horizontal com velocidade inicial
de 20 m/s. Se o coeficiente de atrito entre o bloco e a
superfície é 0,2, calcule o tempo necessário para que
a velocidade do bloco se reduza à quarta parte do seu
valor inicial. Dado: g = 10 m/s².
(A) 8,5 s.
(B) 7,5 s.
(C) 6,5 s.
(D) 5,5 s.
39) Um objeto de massa m é lançado sobre uma
superfície plana e horizontal, em um local onde a
aceleração da gravidade é de 10 m/s², com certa
velocidade inicial, até parar. O coeficiente de atrito
cinético entre o objeto e a superfície é 0,3.
43) Uma criança puxa três blocos – K, L e M – como
mostrado na figura.
Os blocos K e M possuem a mesma massa, enquanto
que o bloco L tem uma massa maior. A massa do fio
que conecta os blocos é desprezível. A criança
mantém o conjunto com aceleração constante.
Calcule o valor do módulo da aceleração do objeto
enquanto ele se movimenta e assinale a alternativa
CORRETA correspondente a esse valor.
(A) 3 m/s²
Sejam FK, FL e FM os módulos das forças resultantes
nos blocos K, L e M, respectivamente.
Considerando-se essas informações, é CORRETO
afirmar que
(A) FK = FL = FM
(C) FK < FL < FM
(B) 2 m/s²
(C) 3,5 m/s²
(D) 2,5 m/s²
40) Um bloco de massa m = 6 kg move-se na
horizontal quando sujeito a uma força F = 60 N,
conforme a figura abaixo. Sendo dado o coeficiente de
atrito entre o bloco e a superfície com µ = 0,6. Sendo
g = 10 m/s², assinale o item que corresponde à
aceleração do bloco.
Dados: sen α = 0,5 e
cos α = 0,87
(A) 5,5 m/s²
(B) 5,9 m/s²
(C) 6,0 m/s²
(D) 5,7 m/s²
41) Um objeto com massa 100 kg desce o plano
inclinado conforme indica a figura abaixo, saindo do
repouso de uma altura de 80 m. Se a sua velocidade,
ao atingir a base do plano, é de 15 m/s, assinale o
item que corresponde à energia dissipada pelo atrito.
Dado: g = 10 m/s².
(A) 65000 J
(B) 68750 J
(C) 69000 J
(D) 68000 J
42) Em um local onde a aceleração da gravidade é 10
m/s², o corpo A está parado conforme indica a figura
abaixo, em uma superfície horizontal onde não se
consideram forças de atrito. Um outro corpo B,
idêntico ao corpo A, está fixo no final de um fio
inextensível e sem peso, cujo comprimento é 20 m.
Soltando-se B na horizontal, ele atinge A e ambos os
corpos passam a se deslocar unidos um ao outro, logo
em seguida ao choque. A velocidade do corpo B,
imediatamente antes da colisão e a velocidade do
conjunto
em
seguida
ao
choque,
são,
respectivamente,
(A) 20 m/s e 10 m/s
(B) 25 m/s e 10 m/s
(C) 22 m/s e 15 m/s
(D) 21 m/s e 18 m/s
(B) FK = FM < FL
(D) FK < FM < FL
44) Bruno sobe de um andar para o outro de um
shopping usando a escada rolante. Inicialmente, ele
pisa em um degrau dessa escada, depois permanece
nesse degrau e sobe com velocidade constante.
Quando chega no andar superior, ele dá um passo
para fora da escada.
Com relação à força resultante que atua sobre Bruno,
é CORRETO afirmar que ela
(A) é nula durante toda a trajetória.
(B) no início, é a favor do peso; depois é nula; e, no
final, é contrária ao peso.
(C) no início, é contrária ao peso; depois é nula; e, no
final, é a favor do peso.
(D) tem um valor constante durante toda a trajetória.
RESPOSTAS
1) C
2) A
3) T1 = 28 N e T2 = 32 N
4) E
5) B
6) a = 6 m/s², trações numerando da esquerda para
a direita: T1 = 16 N, T2 = 28 N e T3 = 16 N
7) C
8) C
9) a = 2 m/s², trações numerando da esquerda para
a direita: T1 = 40 N e T2 = 36 N
10) E
11) a = 0,5 m/s², trações numerando da esquerda
para a direita: T1 = 21 N e T2 = 31,5 N
12) D
13) A 14) A
15) B
16) B
17) D
18) 176 N
19) (A) 120 N
(B) 40,8 N
20) 20.1) D
20.2) A
21) 9 kg
22) E
23) 60 N
24) A
25) D
26) B
27) D
28) D
29) C
30) B
31) D
32) C
33) C
34) C
35) C
36) C
37) D
38) B
39) A
40) D
41) B
42) A
43) B
44) C