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

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41) Um brinquedo consiste em um fole acoplado a um tubo plástico horizontal que se encaixa na traseira de um carrinho, inicialmente em repouso. Quando uma criança pisa no fole, comprimindo-o até o final, o ar expelido impulsiona o carrinho.


 
Considere que a massa do carrinho seja de 300 g, que o tempo necessário para que a criança comprima completamente o fole seja de 0,2 s e que ao final desse intervalo de tempo o carrinho adquira uma velocidade de 8 m/s. Admitindo desprezíveis todas as forças de resistência ao movimento do carrinho, o módulo da força média F med aplicada pelo ar expelido pelo tubo sobre o carrinho, nesse intervalo de tempo, é igual a
  • A) 10 N.
  • B) 14 N.
  • C) 12 N.
  • D) 8 N.
  • E) 16 N.
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A alternativa correta é letra C

Admitindo que são desprezíveis todas as forças de resistência ao movimento do carrinho, podemos dizer que a força aplicada no fole vai agir integralmente para movimentar o carrinho, sendo assim, a força aplicada diretamente ao carrinho é igual ao módulo da força média aplicada pelo ar expelido pelo tubo sobre o carrinho. Lembrando que força é igual a taxa de variação do momento com respeito ao tempo, temos
 
 F med = Δp/Δt = (pf - pi)/Δt
 
Lembrando que p = mv, temos:
 
  F med = (mcarrinhovfinal - mcarrinhovinicial)/Δt
 
Mas, a velocidade inical do carrinho é 0. Logo,
 
F med = (mcarrinhovfinal)/Δt = (0,3 kg * 8 m/s)/(0,2 s) = 12 N 
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42) No tratado “Os Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, publicado em 1687, Newton formulou as famosas Leis de Movimento. Elas são válidas para qualquer observador situado em um referencial inercial. 

Primeira Lei: “Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas sobre ele”.
Segunda Lei: “A mudança de movimento é proporcional à força motriz (força resultante) impressa e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força”.
Terceira Lei: “A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro sempre são iguais e se dirigem a partes contrárias”.

Com base nas Leis de Movimento de Newton e nos seus conhecimentos, assinale a alternativa que apresenta uma afirmação correta. 

  • A) Quando um ônibus em movimento freia, repentinamente, os passageiros são arremessados para a frente, devido ao princípio enunciado na Primeira Lei. 
  • B) Um corpo em movimento, com velocidade de magnitude constante, não está sujeito a nenhuma força, de acordo com a Segunda Lei.
  • C) A força de atração gravitacional que o Sol exerce sobre a Terra é maior do que a força que a Terra exerce sobre o Sol, conforme enuncia a Terceira Lei.
  • D) Quando um corpo se encontra em repouso, não existem forças atuando sobre ele, segundo o princípio enunciado na Segunda Lei.
  • E) Ao se aplicar uma força em um corpo em repouso, necessariamente muda-se seu estado de movimento, de acordo com o princípio enunciado na Segunda Lei. 
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A alternativa correta é letra A

Analisando cada afirmativa :

a) Correta. Pela Primeira Lei, os passageiros tendem a continuar seu movimento.
b) Falsa. O corpo pode estar sujeito a n forças, desde que o somatório dessas forças seja nulo.
c) Falsa. Em módulo, a força de atração da Terra com o Sol, é a igual a força de atração entre o Sol e a Terra.
d) Falsa. Assim como na letra b, o corpo pode estar sujeito a n forças, desde que o somatório dessas forças seja nulo.
e) Falsa. Não necessariamente. Por exemplo, um corpo em uma superfície onde há atrito. A força aplicada poderá não ser suficientemente grande para que o corpo entre em movimento.

Alternativa A.

43) Uma dona de casa anda por sua casa, carregando nas mãos uma bacia cheia de água até a borda. Em determinado instante, ela encontra pela frente sua filha pequena e, para não colidir, freia bruscamente, o que causa o transbordamento de boa parte da água.

Esse transbordamento pode ser explicado:
  • A) pela lei de Snell-Descartes
  • B) pelas leis de Newton
  • C) pelo princípio de Pascal
  • D) pela lei de Coulomb
  • E) pelas leis de Ohm
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A alternativa correta é letra B

A primeira Lei de Newton ou Lei da Inércia enuncia que os corpos possuem dois estados naturais (movimento retílineo uniforme ou repouso) quando sobre eles o somatório das forças é nulo. Ao cessarmos a força, os corpos tendem a continuar seu movimento. Outra explicação pela luz da teoria Newtoniana é que a dona de casa, ao frear bruscamente, transmitiu quantidade de movimento para a agua. Portanto, a resposta correta é a alternativa B.
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44) (UFGO) Um automóvel em trajetória reta, tem massa 1.512 kg e uma velocidade inicial de 60 km/h. Quando os freios são acionados, para produzir uma desaceleração constante, o carro para em 1,2 min. A força aplicada ao carro é igual, em newtons, a:

  • A) 350
  • B) 1.260
  • C) 21.000
  • D) 25.200
  • E) 75.600
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A alternativa correta é letra A) 350

Dados:

m = 1512 kg

vo = 60km/h = 16,6m/s

t = 1,2 min = 72s

Passo 1: transformar km/h em m/s

60km = 60.000m

1h = 3600s

60.000/3600 = 16,6 m/s

Passo 2: Encontrar a aceleração

a = ΔV / Δt

a = 16,6 / 72 = 0,23m/s2

Passo 3: Encontrar a força resultante

FR = m.a

FR = 1512 * 0,23

FR = 347,76

Aproximadamente 350

45) (STA.CASA) Não é necessário a existência de uma força resultante atuando:

  • A) quando se passa do estado de repouso ao de movimento uniforme.
  • B) para manter um objeto em movimento retilíneo e uniforme.
  • C) para manter um corpo em movimento circular e uniforme.
  • D) para mudar a direção do movimento de um objeto, sem alterar o módulo da sua velocidade.
  • E) em nenhum dos casos anteriores.
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A alternativa correta é letra B)para manter um objeto em movimento retilíneo e uniforme.

Já mais haverá a existência de uma força resultante atuando num corpo em estado de repouso, ou em movimento retilíneo uniforme.

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46) (UFES) Um carro freia bruscamente e o passageiro bate com a cabeça no vidro para-brisa. Três pessoas dão as seguintes explicações para o fato:

– O carro foi freado, mas o passageiro continuou em movimento.
– O banco do carro impulsionou a pessoa para frente no instante do freio.
– O passageiro só continuou em movimento porque a velocidade era alta e o carro freou bruscamente.

Podemos concordar com:

  • A) a 1ª e a 2ª pessoa.
  • B) apenas a 1ª pessoa.
  • C) a 1ª e a 3ª pessoa.
  • D) apenas a 2ª pessoa.
  • E) as três pessoas.
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A alternativa correta é letra B) apenas a 1ª pessoa.

Os corpos que estão em movimento tendem a permanecer no mesmo estado.

47) Um carro com massa 1000 kg partindo do repouso, atinge 30 m/s em 10 s. Supõe-se que o movimento seja uniformemente variado. Calcule a intensidade da força resultante exercida sobre o carro.

  • A) 3000 N
  • B) 1500 N
  • C) 2000 N
  • D) 4000 N
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A alternativa correta é letra A)3000 N

Dados:

m = 1000kg

v = 30m/s

t = 10s

Passo 1: Encontrar a aceleração

v = v0 + t.a

30 = 0 + 10.a

a = 3m/s2

Passo 2: Encontrar a força resultante

FR = m.a

FR = 1000.3

FR = 3000N

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48) Um corpo de massa 4,0 kg encontra-se inicialmente em repouso e é submetido a ação de uma força cuja intensidade é igual a 60 N. Calcule o valor da aceleração adquirida pelo corpo.

  • A) 10 m/s2
  • B) 5 m/s2
  • C) 20 m/s2
  • D) 15 m/s2
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A alternativa correta é letra D)15 m/s2

Dados:

m = 4kg

F = 60N

a = ?

Substituindo na fórmula:

F = m.a

60 = 4.a

a = 15m/s2

49) (FAU.S.J.CAMPOS) Se você empurrar um objeto sobre um plano horizontal que imagina tão polido como para não oferecer nenhuma oposição ao movimento, você faz com que ele se movimente com uma certa intensidade. No momento em que você solta o objeto:

  • A) ele para imediatamente.
  • B) diminui a intensidade da sua velocidade até parar.
  • C) continua se movimentando, mantendo constante a sua velocidade vetorial.
  • D) para após uma repentina diminuição da intensidade de sua velocidade.
  • E) N.D.A.
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A alternativa correta é letra C)continua se movimentando, mantendo constante a sua velocidade vetorial.

Como a plataforma está perfeitamente polida, sem atrito, a bola apresentará um movimento retilíneo uniforme (MRU), ou seja, estará em equilíbrio dinâmico. A bola nunca irá para, mais também não aumentará sua velocidade.

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50) (ENEM 2017) Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de 0,30 segundos de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes. O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.

Questão de Física do ENEM sobre Leis de Newton

Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão interna ao motorista?

  • A) 1
  • B) 2
  • C) 3
  • D) 4
  • E) 5
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A alternativa correta é letra B) 2

O enunciado fala que a força exercida pelo cinto (sobre o tórax e abdômen do motorista) pode causar lesões graves nos órgãos internos, ou seja, quanto menor a força resultante menor será o risco de lesão.
Lembrando da segunda lei de Newton:
FR = m . a

Como o experimento foi feito utilizando bonecos de mesma massa, então, a menor força resultante sobre o passageiro será aquela em que a aceleração máxima também for menor.
Analisando o gráfico, vemos que essa situação ocorrerá no cinto 2.

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