Questões Sobre Leis de Newton - Física - 1º ano do ensino médio

Utilizando a Segunda Lei de Newton, e orientando a trajetória para o sentido do movimento, temos que as forças que atuam no corpo são a normal (F_n) e o peso (P). Como o peso P é sempre orientado para o centro da Terra, e a força Fn é a normal a superfície, equacionamos para a subida do elevador:

${\mathrm{F}}_{\mathrm{r}}=\mathrm{m}\times \mathrm{a}$
${\mathrm{F}}_{\mathrm{n} \mathrm{subida}}-\mathrm{P}=\mathrm{m}\times \mathrm{a}$
$\mathrm{Mas}, \mathrm{P}=\mathrm{m}\times \mathrm{g}\Rightarrow {\mathrm{F}}_{\mathrm{n} \mathrm{subida}}=\mathrm{m}\times (\mathrm{a}+\mathrm{g})$
${\mathrm{F}}_{\mathrm{n} \mathrm{subida}}=(2+10)\times 50=600 \mathrm{N}$

E para a descida:

$\mathrm{P}-{\mathrm{F}}_{\mathrm{n} \mathrm{descida}}=\mathrm{m}\times \mathrm{a}$
${\mathrm{F}}_{\mathrm{n} \mathrm{descida}}=(\mathrm{g}-\mathrm{a})\times 50=(10-2)\times 50$
${\mathrm{F}}_{\mathrm{n} \mathrm{descida}}=400 \mathrm{N}$

Agora, temos a diferença entre as duas situações:

Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

Analisemos cada situação separadamente. Inicialmente, na  direção vertical, temos as seguintes forças atuantes que garantem equilíbrio ao sistema:

 

$\begin{array}{l}m.g-2.T.\cos (30°)=0\\ T=\frac{m.g}{2.\cos (30°)}\end{array}$ 

Para a segunda situação, temos a seguinte condição de estabilidade:

 

 

relacionando as tensões, chegamos à seguinte equação:

 

como possuímos apenas a informação sobre cos(30º), utilizamos a relação:

 

substituindo na equação:

 

que é a opção B.

Dona Elvira aplicou uma força de 2× sobre o móvel. Dona Dolores aplicou sobre o móvel, no mesmo sentido, uma força de 1×. A força de atrito que atuou no móvel tem intensidade 240 N e sentido contrário às forças de Dona Elvira e Dona Dolores. Assim, da Segunda Lei de Newton temos:

${\mathrm{F}}_{\mathrm{R}}=\mathrm{m}\times \mathrm{a}$
$(2\mathrm{x}+1\mathrm{x}-240)=120\times 0,2$
$3\mathrm{x}=24+240$
$\mathrm{x}=88 \mathrm{N} \mathrm{e} 2\mathrm{x}=176 \mathrm{N}$

Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

Pela terceira lei de Newton temos que quando um corpo A aplica uma força F no corpo B, o corpo B aplica no corpo A uma força de mesmo módulo (F) e direção, mas sentido contrário.  Logo, aplicando tal conceito no nosso problema, temos que a força que a camionete aplica no trem, é igual em módulo a força que o trem aplica na camionete. Com isso, já podemos eliminar as duas primeiras alternativas.

Dizemos que uma colisão é elástica quando a energia cinética e o momento linear do sistema se conservam, e quando os corpos não sofrem deformações permanentes. Como é uma situação real, temos a dissipação de energia, o que impede a conservação no sistema trem-carro. E com isso, energia e momento não são conservados. Além é claro da deformação dos objetos envolvidos.

Sendo assim, concluímos que a colisão é inelástica. Logo, a alternativa correta é a D)

Dado o gráfico, é correto afirmar que a força máxima ocorreu por volta de 0,1 s. Para calcular a força, devemos lembrar que:

F = dp / dt

Ou seja, a força é igual ao momento final menos o inicial, dividido pelo tempo final menos o inicial. Então,

F = (mv_f – mv_i) / dt
F = m × (v_f – v_i) / dt

Temos as seguintes informações:

m = 0,4 kg
v_f = 0,6 m/s
v = –8 m/s
dt = 0,1 s

Devemos nos lembrar que o sinal de menos e de mais das velocidades é apenas uma convenção dos eixos, já que no fim o módulo é o mesmo. Então, chegamos que:

F = 0,4 × (0,6 m/s – [–8]) / 0,1
F = 4 × 8,6 N = 34,4 N

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

Ambos os sistemas, tem a a propulsão baseada na lei de ação-reação. No caso do 14-bis é a força gerada pela hélice que tem como reação manter o avião no ar. Já no caso do Soyuz a força devido à queima de combustível tem como reação a propulsão da nave. Logo temos como resposta a letra C.

Quando o piloto realiza a curva, existe uma força resultante que o direciona para o centro da circunferência (ou arco de circunferência) descrita pelo mesmo. Esta é a força centrípeta, dada pela seguinte expressão:

F_c = mv²/R
Donde F_c é a força centrípeta, m é a massa, v é a velocidade e R é o raio da circunferência descrita pelo piloto.

Antes de aplicar essa fórmula ao problema dado, vamos converter a velocidade de km/h para m/s.

1 km = 1000 m
1 h = 3600 s

216 km/h = 216*(1 km)/(1 h) = 216*(1000 m)/(3600 s) = 216/3,6 m/s = 60 m/s

F_c = (6 kg)(60 m/s)²/(72 m) = 300 N

Como queremos saber a massa de um corpo cujo peso é igual a força calculada acima, temos:

P = m'g
Donde P é o peso, m' é a massa e g é a aceleração da gravidade.

P = F_c => m'(10 m/s²) = 300 N => m' = 30 kg

Alternativa B) 

Durante a colisão, usamos a terceira lei de Newton, que diz que para toda ação há uma reação de mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto. 
Quando o patinador colide com a parede, ele exerce uma força sobre a parede, empurrando-a para a direita (ver figura I), mas a parede também empurra o patinador, com a mesma força, direção só que sentido contrário (esquerda), como mostra a figura I.
Após a colisão, não existem mais forças horizontais atuando nem na parede e nem no patinador (desprezando o atrito), o que implica que a força em cada um ano é nula.

Alternativa A) figura I.

Esta questão aborda a primeira Lei de Newton: Princípio da Inércia, que diz: "um corpo que não sofre ação de forças externas tende a manter seu estado de movimento, seja ele de repouso ou movimento retilíneo uniforme". Tendo isso em mente o raciocínio é simples: quando o avião começa a ser tragado repentinamente com uma aceleração de módulo maior que a aceleração da gravidade a bola dentro do avião não sofre essa força. A única força que a bola sofre será a força gravitacional , como a aceleração do avião em direção ao solo é maior que a aceleração gravitacional e, portanto, da bola, ele cairá mais rápido que a bola, logo, quem está dentro do avião irá ver a bola acelerar para cima eventualmente se chocando com o teto dependendo do intervalo de tempo que durar a queda do avião, portanto, a alternativa correta é a "D". 

 Para que o carro pare na rampa, necessariamente sua força de atrito é maior que a componente tangencial do peso do mesmo. Já para determinar onde o carro parará, precisaremos levar em conta a velocidade inicial e o ponto em que ele começa a deslizar. Podemos ver bem o que acontece utilizando a equação dos espaços no movimento uniformemente variado:

Na equação, nossa posição dependerá da velocidade inicial e da posição inicial. Logo, a opção correta é a "E".