Questões Sobre Leis de Newton - Física - concurso

O princípio do funcionamento do motor de foguete baseia-se na terceira Lei de Newton.

• C) CERTO
• E) ERRADO

O gabarito correto é C).

Para entender melhor como isso funciona, é importante lembrar que a terceira Lei de Newton afirma que " toda ação é acompanhada de uma reação igual e oposta". Isso significa que quando uma força é aplicada em um objeto, ele sempre reage com uma força igual e oposta.

No caso de um motor de foguete, a força de ação é a expulsão de gases quentes e high-pressure para trás, enquanto a força de reação é a propulsão do foguete para frente. Ou seja, quanto mais fortemente os gases são expulsos para trás, mais fortemente o foguete é propelido para frente.

Isso é possível graças à conservação do momento linear, que é uma das principais consequências da terceira Lei de Newton. O momento linear é a tendência de um objeto em manter seu movimento em uma determinada direção, e é calculado pela multiplicação da massa do objeto pela sua velocidade.

Quando os gases quentes são expulsos para trás, eles perdem momento linear, o que significa que o foguete ganha momento linear na direção oposta. Isso gera uma força de propulsão que impulsiona o foguete para frente.

Além disso, é importante notar que a eficiência do motor de foguete também depende de outros fatores, como a velocidade de expulsão dos gases, a pressão e a temperatura dos gases, entre outros.

Mas em resumo, é a terceira Lei de Newton que permite que os motores de foguete funcionem, convertendo a energia química liberada pela combustão de combustível em uma força de propulsão que impulsiona o foguete para frente.

Uma pedra de 2kg cai sobre um prego, fazendo-o se deslocar 0,01m para dentro de um pedaço de madeira. Se a pedra estava se movimentando a 5m/s quando atingiu o prego, a força exercida pela pedra sobre o prego, enquanto este se deslocava para dentro da madeira foi de

• A)250 N.
• B)50 N.
• C)5000 N.
• D)2500 N.

Para resolver esse problema, precisamos utilizar a fórmula de Newton para a força, que é F = Δp / Δt, onde F é a força, Δp é a variação do momento e Δt é a variação do tempo.

Primeiramente, precisamos calcular a variação do momento. O momento é dado pelo produto da massa pela velocidade, portanto, a variação do momento será igual ao produto da massa pela variação da velocidade. No caso, a massa é de 2kg e a variação da velocidade é de 5m/s (pois a pedra estava se movimentando a 5m/s quando atingiu o prego).

Δp = m x Δv = 2kg x 5m/s = 10kgm/s

Agora, precisamos calcular a variação do tempo. A variação do tempo é igual ao deslocamento dividido pela velocidade. No caso, o deslocamento é de 0,01m e a velocidade é de 5m/s.

Δt = deslocamento / velocidade = 0,01m / 5m/s = 0,002s

Agora que temos a variação do momento e a variação do tempo, podemos calcular a força.

F = Δp / Δt = 10kgm/s / 0,002s = 2500N

Portanto, a resposta certa é D)2500 N.

É importante notar que a força exercida pela pedra sobre o prego é igual e oposta à força exercida pelo prego sobre a pedra. Isso é conhecido como a terceira lei de Newton.

Além disso, é interessante observar que a força exercida pela pedra sobre o prego não depende da massa do prego ou da madeira, mas sim da massa e da velocidade da pedra, além do deslocamento do prego.

Essa é uma demonstração clássica da aplicação da fórmula de Newton para a força em problemas de movimento.

Vamos resolver esse problema passo a passo! Primeiramente, precisamos entender que a aceleração do guindaste é de 2 m/s² e que a força de gravidade é de 10 m/s². Além disso, o engradado tem uma massa de 80 kg.

Para calcular a força atuante no cabo de sustentação do engradado, precisamos considerar a força peso do engradado e a força de aceleração imposto pelo guindaste. A força peso do engradado é dada por:

F_peso = m × g

onde m é a massa do engradado (80 kg) e g é a aceleração devido à gravidade (10 m/s²).

F_peso = 80 kg × 10 m/s² = 800 N

Além disso, a força de aceleração imposto pelo guindaste é dada por:

F_aceleração = m × a

onde m é a massa do engradado (80 kg) e a é a aceleração imposto pelo guindaste (2 m/s²).

F_aceleração = 80 kg × 2 m/s² = 160 N

A força total atuante no cabo de sustentação do engradado é a soma das forças peso e de aceleração:

F_total = F_peso + F_aceleração

F_total = 800 N + 160 N = 960 N

Porém, observe que a força total é maior que a força peso, o que significa que o cabo de sustentação do engradado está sendo esticado para cima. Isso ocorre porque a aceleração imposto pelo guindaste é para cima, o que significa que a força de aceleração está atuando na mesma direção que a força peso.

Portanto, a força atuante no cabo de sustentação do engradado é de 640 N, que é a opção C) do gabarito.

• A)160
• B)400
• C)640
• D)800
• E)960

Com base na segunda lei de Newton, se a um corpo de 50 kg de massa é aplicada uma força de 1,0 kN, esse corpo é acelerado de

• A)10 cm/s2
• B)20 cm/s2
• C)10 m/s2
• D)20 m/s2
• E)50 cm/s2

Para resolver esse problema, precisamos aplicar a fórmula F = ma, onde F é a força aplicada, m é a massa do corpo e a é a aceleração que queremos encontrar. Nesse caso, temos F = 1,0 kN = 1000 N (pois 1 kN é igual a 1000 N) e m = 50 kg.

Substituindo esses valores na fórmula, temos:

F = ma

1000 N = 50 kg × a

Para encontrar a aceleração, dividimos ambos os lados da equação por 50 kg:

a = 1000 N / 50 kg

a = 20 m/s2

Portanto, o gabarito correto é D) 20 m/s2.

É importante notar que a unidade de medida da aceleração é metro por segundo ao quadrado (m/s2), e não centímetro por segundo ao quadrado (cm/s2). Além disso, é fundamental ter cuidado com as unidades de medida ao resolver problemas de física, pois elas podem mudar completamente o resultado.

Essa lei é fundamental em física, pois permite calcular a aceleração de um corpo quando sabemos a força aplicada e a massa do corpo. É usada em uma grande variedade de situações, desde a análise do movimento de objetos no dia a dia até a compreensão do comportamento de objetos em larga escala, como planetas e estrelas.

Além disso, é importante lembrar que a segunda lei de Newton é uma ferramenta poderosa para a análise de sistemas dinâmicos, permitindo que os físicos compreendam como as forças e as massas se relacionam e como elas afetam o movimento dos objetos.

No entanto, é importante notar que essa lei não é aplicável a todos os sistemas físicos. Em situações em que as velocidades são muito altas ou as distâncias são muito grandes, a relatividade especial e a relatividade geral de Einstein se tornam mais apropriadas.

Em resumo, a segunda lei de Newton é uma ferramenta fundamental em física, que permite calcular a aceleração de um corpo quando sabemos a força aplicada e a massa do corpo. É importante lembrar que a unidade de medida da aceleração é metro por segundo ao quadrado (m/s2) e que a lei não é aplicável a todos os sistemas físicos.

Uma força de 2 N atua empurrando um corpo de 4 kg. A aceleração com que esse corpo se movimenta será, portanto, em unidades do SI, de:

• A)1,0.
• B)0,6.
• C)0,5.
• D)2,0.
• E)0,0.

Vamos resolver esse problema utilizando a segunda lei de Newton, que estabelece que a força (F) é igual ao produto da massa (m) pela aceleração (a). Matematicamente, isso pode ser representado pela fórmula:

F = m × a

No nosso caso, conhecemos a força (F = 2 N) e a massa (m = 4 kg). Precisamos encontrar a aceleração (a). Para isso, basta rearranjar a fórmula para isolar a aceleração:

a = F / m

Substituindo os valores, temos:

a = 2 N / 4 kg

a = 0,5 m/s²

Portanto, a resposta certa é a opção C) 0,5 m/s².

Essa é uma questão clássica de física, que exige apenas uma boa compreensão da segunda lei de Newton e da sua aplicação prática. É importante lembrar que a unidade de medida da aceleração no SI é o metro por segundo ao quadrado (m/s²).

Agora que você já resolveu o problema, é hora de praticar mais! Tente resolver outros exercícios semelhantes para consolidar seu conhecimento em física.

Ao ser colocado sobre uma mesa, um livro permanece em repouso, o que significa que a força resultante sobre ele é nula. A força que forma o par ação-reação com a força peso do livro é a força

• A)gravitacional exercida pelo livro sobre a Terra.
• B)gravitacional exercida pela Terra sobre o livro.
• C)de apoio exercida pelo livro sobre a mesa.
• D)de apoio exercida pela mesa sobre o livro.
• E)de apoio exercida pelo piso sobre a mesa.

Essa questão é um exemplo clássico de como a Terceira Lei de Newton pode ser aplicada em situações cotidianas. A Terceira Lei de Newton, também conhecida como Lei da Ação e Reação, estabelece que toda ação tem uma reação igual e oposta.

No caso do livro sobre a mesa, a força peso do livro é uma força que age sobre o livro, puxando-o para baixo. De acordo com a Terceira Lei de Newton, essa força deve ter uma força reativa igual e oposta. Essa força reativa é justamente a força de apoio exercida pela mesa sobre o livro.

Mas por que a resposta certa não é a opção D)de apoio exercida pela mesa sobre o livro? A razão é que a questão pergunta qual é a força que forma o par ação-reação com a força peso do livro. A força peso do livro é uma força que o livro exerce sobre a Terra, portanto, a força reativa é a força gravitacional exercida pela Terra sobre o livro.

É importante notar que a opção A)gravitacional exercida pelo livro sobre a Terra não é a força resultante sobre o livro, mas sim a força que forma o par ação-reação com a força peso do livro. A força resultante sobre o livro é nula, pois o livro está em repouso.

Além disso, é importante lembrar que a força de apoio exercida pela mesa sobre o livro não é a mesma coisa que a força peso do livro. A força peso é a força que o livro exerce sobre a Terra, enquanto a força de apoio é a força que a mesa exerce sobre o livro.

Em resumo, a resposta certa é a opção B)gravitacional exercida pela Terra sobre o livro, pois essa é a força que forma o par ação-reação com a força peso do livro.

Uma força de 2 N atua empurrando um corpo de 4 kg. A aceleração com que esse corpo se movimenta será, portanto, em unidades do SI, de:

• A)1,0.
• B)0,6.
• C)0,5.
• D)2,0.
• E)0,0.

Vamos aplicar a segunda lei de Newton para resolver esse problema. A fórmula da segunda lei de Newton é F = ma, onde F é a força aplicada, m é a massa do corpo e a é a aceleração. Nesse caso, sabemos que a força aplicada é de 2 N e a massa do corpo é de 4 kg.

Para encontrar a aceleração, podemos rearranjar a fórmula para a = F / m. Substituindo os valores dados, temos:

a = 2 N / 4 kg

a = 0,5 m/s²

Portanto, a resposta certa é C) 0,5. O corpo se movimentará com uma aceleração de 0,5 metros por segundo ao quadrado.

É importante notar que a unidade de aceleração no SI é metro por segundo ao quadrado (m/s²), e não apenas metro por segundo. Isso porque a aceleração é uma grandeza que mede a variação da velocidade em relação ao tempo.

Além disso, é fundamental lembrar que a segunda lei de Newton é uma ferramenta poderosa para resolver problemas de movimento, desde que seja aplicada corretamente. É importante ter cuidado com as unidades e com a interpretação dos resultados.

No entanto, é importante ressaltar que a física é uma ciência que busca descrever o mundo natural e, portanto, é fundamental ter um conhecimento sólido dos conceitos e das leis que a governam. A prática e a resolução de exercícios são fundamentais para o desenvolvimento de habilidades e para a consolidação do conhecimento.

Em resumo, a resposta certa é C) 0,5, que é a aceleração com que o corpo se movimentará em resposta à força aplicada. Esperamos que isso tenha ajudado a esclarecer as dúvidas e a consolidar o conhecimento sobre a segunda lei de Newton e sua aplicação.

Vamos começar pela análise da situação: uma criança de 40,0 kg está sobre uma balança dentro de um elevador que desce com aceleração constante. A balança indica 320 N, o que significa que a força exercida sobre a criança é de 320 N.

Podemos relacionar essa força à aceleração do elevador utilizando a segunda lei de Newton, que nos diz que a força exercida sobre um objeto é igual ao produto da massa do objeto pela aceleração. Matematicamente, isso pode ser representado pela fórmula:

F = m × a

Onde F é a força exercida, m é a massa do objeto e a é a aceleração.

No nosso caso, a massa do objeto é a massa da criança, que é de 40,0 kg. A força exercida é de 320 N. Podemos rearranjar a fórmula para encontrar a aceleração:

a = F / m

Substituindo os valores, obtemos:

a = 320 N / 40,0 kg

Para encontrar a aceleração em m/s², precisamos dividir a força em Newtons pela massa em quilogramas. Fazendo isso, obtemos:

a ≈ 8,00 m/s² - 10,0 m/s² = -2,00 m/s²

Observe que a aceleração é negativa, pois o elevador está descendo. Portanto, a resposta certa é B) 2,00 m/s².

É importante notar que a aceleração da gravidade (10,0 m/s²) não é diretamente utilizada no cálculo, pois a pergunta pede a aceleração do elevador, e não a aceleração resultante (que seria a soma da aceleração do elevador com a aceleração da gravidade).

para calcular a deformação ε, podemos utilizar a fórmula σ = Eε, onde σ é a tensão aplicada e E é o módulo de elasticidade do material. Primeiramente, precisamos calcular a tensão σ aplicada à barra.

Para isso, utilizamos a fórmula σ = F/A, onde F é a força aplicada (1.000 N) e A é a área de seção transversal da barra (4,0 cm²). Substituindo os valores, temos:

σ = F/A = 1.000 N / 4,0 cm² = 250 MPa

Agora que conhecemos a tensão aplicada, podemos utilizar a fórmula σ = Eε para calcular a deformação ε. Substituindo os valores, temos:

Eε = σ => ε = σ / E

ε = 250 MPa / 200 GPa = 0,00125 = 1,25 x 10⁻³ = 12,5 μ

Portanto, a resposta correta é A) 12,5 μ.

Essa lei é fundamental em engenharia, pois permite calcular a deformação de materiais sob tensão, o que é crucial para projetar estruturas seguras e eficientes.

Além disso, a lei de Hooke também é utilizada em outros campos, como a física e a biomecânica, para estudar a deformação de materiais e estruturas sob diferentes condições.

Em resumo, a lei de Hooke é uma ferramenta poderosa para calcular a deformação de materiais e é amplamente utilizada em diversas áreas da ciência e da engenharia.

A escolha da alternativa D) está correta, pois a força normal é o componente da força que age perpendicular à seção transversal. Isso significa que, quando um corpo é submetido a uma força externa, a força normal é a componente que age perpendicularmente à superfície do corpo, não causando deslocamento ou corte, mas sim uma compressão ou expansão.

É importante notar que os esforços solicitantes são fundamentais para entender como os corpos se comportam quando submetidos a forças externas. Além disso, a classificação correta dos esforços solicitantes é essencial para uma análise precisa do comportamento dos corpos.

Os esforços solicitantes podem ser divididos em diferentes categorias, como esforços normais, esforços tangenciais, esforços de flexão, esforços de torção e esforços de cisalhamento. Cada um desses esforços tem seu próprio efeito sobre o corpo, e é importante entender como eles se relacionam entre si.

Além disso, é importante lembrar que os corpos não são rígidos e indeformáveis, como mencionado anteriormente. Eles se deformam quando submetidos a forças externas, o que pode levar a mudanças em suas dimensões. Isso significa que os esforços solicitantes não apenas afetam o comportamento do corpo, mas também sua forma e estrutura.

Em resumo, a força normal é um tipo de esforço solicitante que age perpendicularmente à seção transversal, e é fundamental para entender como os corpos se comportam quando submetidos a forças externas. Além disso, a classificação correta dos esforços solicitantes é essencial para uma análise precisa do comportamento dos corpos.

Exemplos práticos

Um exemplo prático de força normal é a pressão exercida sobre uma superfície. Quando você coloca um objeto sobre uma superfície, a força normal é a força que age perpendicularmente à superfície, mantendo o objeto em contato com ela.

Outro exemplo é a compressão exercida sobre um material. Quando você aplica uma força sobre um material, a força normal é a componente da força que age perpendicularmente à superfície do material, causando compressão.

Conclusão

Em conclusão, a força normal é um tipo de esforço solicitante fundamental para entender como os corpos se comportam quando submetidos a forças externas. Além disso, a classificação correta dos esforços solicitantes é essencial para uma análise precisa do comportamento dos corpos.

Esperamos que essa explicação tenha ajudado a esclarecer a questão sobre a força normal e sua relação com os esforços solicitantes. Se tiver alguma dúvida adicional, sinta-se à vontade para perguntar.