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1º ano FÍSICA Prof. Márcio Marinho

PROGRESSÃO PARCIAL

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APLICAÇÕES DAS LEIS DE NEWTON


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MAIS QUESTÕES 01-(UFB) Determine a intensidade, direção e sentido do vetor aceleração de cada corpo a seguir, sendo fornecidas as massas e as forças aplicadas em cada um:

a) b)

c)

02-(UEL-PR) Considere a figura a seguir

O módulo de sua resultante das três forças, em N, é

03-(PUC-MG) Sobre uma partícula P agem quatro forças, representadas na figura abaixo. O módulo da força resultante sobre a partícula é de:,

04-(PUC-BA) A figura abaixo representa um gráfico do módulo (F) da força aplicada a um corpo, em função de sua aceleração (a).

O que representa o coeficiente angular, ou inclinação da reta do gráfico? a) a massa do corpo b) a velocidade do corpo c) o espaço percorrido pelo corpo d) a quantidade de movimento do corpo e) a energia cinética do corpo.

05-(FUVEST-SP) Um corpo de 5 kg descreve uma trajetória retilínea que obedece à seguinte equação horária S=3t2 + 2t + 1, onde S é medido em metros e t em segundos. Determine o módulo da força resultante sobre o corpo. 06-(FUVEST-SP) Numa cobrança de pênalti, o goleiro segurou a bola no peito. A bola tinha uma massa de 0,40kg e alcançou o goleiro com uma velocidade de módulo 20m/s. O choque durou um intervalo de 0,10s. Qual a intensidade da força média que o goleiro aplicou na bola?

07-(FUVEST-SP) Uma pessoa pendurou um fio de prumo no interior de um vagão de trem e percebeu, quando o trem partiu do repouso, que o fio se inclinou em relação à vertical. Com auxílio de um transferidor, a pessoa determinou que o ângulo máximo de inclinação, na partida do trem, foi 14°.


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inclinação, na partida do trem, foi 14°. Nessas condições, a) represente, na figura da página de resposta, as forças que agem na massa presa ao fio. b) indique, na figura da página de resposta, o sentido de movimento do trem. c) determine a aceleração máxima do trem. DADOS: tg 14° = 0,25 e g = 10 m/s2.

08-(CPS-SP) Na figura que se segue estão representadas as únicas forças que agem no bloco homogêneo de massa igual a 2 kg. Considere:

de intensidade igual a 2N

de intensidade igual a 3N.

O valor do módulo da aceleração que o bloco adquire, em m/s2, vale

09-(FEI-SP) Um quilograma padrão pesa cerca de 10N na Terra. Em um planeta X, o mesmo quilograma padrão pesa 35N. Qual é a aceleração da gravidade no planeta X? (1kgf=10N) a) 10m/s2 b) 3,5m/s2 c) 35m/s2 d) 0,3m/s2 e) 0,7m/s2

10-(PUC-MG) Um astronauta na Lua quer medir a massa e o peso de uma pedra. Para isso ele realiza as seguintes experiências: I – Para medir a massa, ele utiliza uma balança de braços iguais, colocando em um dos pratos a pedra e, no outro, massas de valor conhecido, até obter o equilíbrio da balança. II – Para medir o peso, ele utiliza um dinamômetro na vertical, pendurando a pedra na extremidade e lendo seu peso na escala do aparelho. III – Para medir a massa, ele deixa a pedra cair de uma certa altura e mede o tempo de queda, comparando-o com o tempo de queda de um objeto de massa conhecida, solto da mesma altura; a relação entre os tempos é igual à relação entre as massas. IV – Para medir o peso da pedra, o astronauta a prende na ponta de um fio que passa por uma roldana fixa vertical; na outra ponta do fio, ele pendura objetos de peso conhecido, um de cada vez, até que consiga o equilíbrio, isto é, até que a roldana pare de girar. As experiências CORRETAS são:

a) I e II apenas. b) III e IV apenas. c) I, II e IV apenas. d) I, II, III e IV.

11- (Ufpe) Um bloco A homogêneo, de massa igual a 3,0 kg, é colocado sobre um bloco B, também homogêneo, de massa igual a 6,0 kg, que por sua vez é colocado sobre o bloco C, o qual apoia-se sobre uma superfície horizontal, como mostrado na figura a seguir.

Sabendo-se que o sistema permanece em repouso, calcule o módulo da força que o bloco C exerce sobre o bloco B, em newtons.

12- (ufpe) Um bloco de 1,2 kg é empurrado sobre uma

superfície horizontal, através da aplicação de uma força , de módulo 10 N conforme indicado na figura.

Calcule o módulo da força normal exercida pela superfície sobre o bloco, em newtons.

13-(FMPA-MG) Na montagem abaixo, sendo de 30kg a massa do corpo suspenso e de 70kg a massa do homem, podemos afirmar,

supondo o sistema em equilíbrio: (considere g=10m/s2). I – A tensão na corda é de cerca de 30N.


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II – A compressão que o homem faz no chão é de cerca de 1000N. III – A reação normal do chão sobre o homem é de cerca de 400N. a) só a frase I é certa b) só a frase II é certa c) só a frase III é certa d) todas as frases estão certas e) todas as frases estão erradas

14-(UFB) Os três blocos P, Q e R da figura abaixo encontram-se em repouso sobre uma superfície plana, horizontal e perfeitamente lisa.

Suas massas são mP=6kg, mQ=4kg e mR=2kg. Uma força de intensidade F=48N é aplicada sobre o bloco P. Considere g=10m/s2 e determine a intensidade, direção e sentido da força que o bloco R aplica no bloco Q.

15-(UFB) Na figura abaixo os blocos 1, 2 e 3 tem massas m1=40kg, m2=20kg e m3=60kg. Considere os fios A e B e a polia ideais, despreze todos os atritos e calcule:

a) a aceleração do sistema b) a intensidade da força de tração no fio B

16-(ITA-SP) O arranjo experimental esquematizado na figura consiste de uma roldana por onde passa um fio perfeitamente flexível e sem peso. Este fio sustenta em uma de suas extremidades a massa de 10kg e na outra, um dinamômetro no qual está pendurada uma massa de 6kg. A roldana pode girar sem atrito e sua massa, bem como a do dinamômetro, é desprezível em relação àquela do sistema.

O sistema, a partir do repouso, vai se movimentar pela ação da gravidade. Sendo g=10m/s2, determine: a) o módulo da aceleração de cada bloco b) a intensidade da força, em newtons, indicada pelo dinamômetro.

17-(MACKENZIE-SP) O sistema abaixo é constituído por fios e polias ideais, num local onde g=10m/s2.

Desprezando-se qualquer tipo de resistência e abandonando-se o conjunto quando o corpo A se encontra na posição X, a sua velocidade, ao passar por Y, é, em m/s:

18-(UFBA) Uma garota puxa um carrinho de massa 2,0kg com velocidade Vo=10m/s, por uma rampa de inclinação de 30o,conforme a figura.

Ao atingir a altura h=15m o barbante se rompe. Sabendo que g=10m/s2, calcule o intervalo de tempo entre o instante do rompimento do barbante e a chegada do carrinho até a base da rampa. Despreze o atrito.

19-(FATEC-SP) Um fio, que tem suas extremidades presas aos corpos A e B, passa por uma roldana sem atrito e de massa desprezível. O corpo A, de massa 1,0 kg, está apoiado num plano inclinado de 37° com a horizontal, suposto sem atrito.


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Adote g = 10m/s2, sen 37° = 0,60 e cos 37° = 0,80.

Para o corpo B descer com aceleração de 2,0 m/s2, o seu peso deve ser, em newtons,

20-(UEL-PR) Dois blocos A e B de massas mA=2kg e mB=3kg, ligados por um fio, são dispostos conforme o esquema a seguir, num local onde g=10m/s2.

Desprezando-se os atritos e considerando ideais a polia e o fio, determine a intensidade da força tensora no fio. Considere sen30º=0,5 e cos30°=0,87

21-(UNICAMP-SP) Nas cenas dos filmes e nas ilustrações gráficas do Homem-aranha, a espessura do cabo de teia de aranha que seria necessário para sustentá- lo é normalmente exagerada.

De fato, os fios de seda da teia de aranha são materiais extremamente resistentes e elásticos. Para deformações ΔL relativamente pequenas, um cabo feito de teia de aranha pode ser aproximado por uma mola de constante elástica k dada pela fórmula (K=1010 A/L), onde L é o comprimento inicial e A a área da seção transversal do cabo. Para os cálculos abaixo, considere a massa do Homem-aranha M = 70 kg. Calcule a área A da seção transversal do cabo de teia de aranha que suportaria o peso do Homem-aranha com uma deformação de 1,0 % do comprimento inicial do cabo. (g=10m/s2)

22-(Ufrrj-RJ) Um bloco de massa 5 kg está parado sobre um plano inclinado de um ângulo de 30° com a horizontal, preso a uma mola, de constante elástica k = 100 N/m, como mostra a figura. O atrito entre o bloco e o plano pode ser desprezado.

a) Represente as forças que atuam na caixa e escreva quem exerce cada uma das forças. b) Calcule a deformação da mola nessa situação.

RESPOSTAS

01 50m/s²,0 m/s², 26N 12 17 N

02 C 13 C

03 A 14 8 N

04 A 15 5m/s², 900 N

05 30N 16 2,5 m/s², 75 N

06 80 N 17 0,5 m/s²

07 2,5 m/s² para dir. 18 6 s

08 A 19 D

09 C 20 6 N

10 A 21 7.10-6 m²

11 90 N 22 0,25 m


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ENERGIA MECÂNICA 1º) (Fuvest-SP) A equação da velocidade de um móvel de 20 quilogramas é dada por v = 3,0 + 0,20t (SI). Podemos afirmar que a energia cinética desse móvel, no instante t = 10 s, vale: a) 45 J.. b) 1,0 · 10² J. c) 2,0 · 10² J d) 2,5 · 10² J. e) 2,0 · 10³ J. 2º) Três corpos, A, B e C, têm as características indicadas na tabela a seguir. Sendo EA, EB e EC, respectivamente, as energias cinéticas de A, B e C, aponte a alternativa correta:

3º) (Efomm-RJ) Se o nosso amigo da figura a seguir conseguisse levantar o haltere de massa igual a 75 kg, a uma altura de 2,0 m, em um local onde g = 10 m/s², qual a energia potencial que ele estaria transferindo para o haltere?

4º) No esquema da figura, a esfera de massa 1,0 kg é homogênea e flutua na água com 50% do seu volume submerso:

Sabendo que, no local, a aceleração da gravidade vale 9,8 m/s², calcule a energia potencial de gravidade da esfera: a) em relação à superfície livre da água; b) em relação ao fundo do recipiente. 5º) Uma pequena pedra de massa 2,0 kg acha-se no fundo de um poço de 10 m de profundidade. Sabendo que, no local, a aceleração da gravidade tem módulo 10 m/s², indique a alternativa que traz o valor correto da energia potencial de gravidade da pedra em relação à borda do poço. a) –2,0 · 102 J. b) 2,0 · 102 J. c) –20 J. d) 20 J. e) Nenhuma das anteriores. 6º) Um garoto chuta uma bola de massa 400 g que, em determinado instante, tem velocidade de 72 km/h e altura igual a 10 m em relação ao solo. Adotando |g| = 10 m/s² e considerando um referencial no solo, aponte a alternativa que

traz os valores corretos da energia cinética e da energia potencial de gravidade da bola no instante considerado.

7º) Tracionada com 800 N, certa mola helicoidal sofre distensão elástica de 10 cm. Qual a energia potencial armazenada na mola quando deformada de 4,0 cm? 8º) Um corpo de massa m e velocidade v0 possui energia cinética E0. Se o módulo da velocidade aumentar em 20%, a nova energia cinética do corpo será: a) 1,56 E0. b) 1,44 E0. c) 1,40 E0. d) 1,20 E0. e) 1,10 E0. 9º) (Unip-SP) Uma partícula de massa 2,0 kg, em trajetória retilínea, tem energia cinética (Ec) variando com o quadrado do tempo (t2) de acordo com o gráfico abaixo:

A força resultante na partícula: a) é variável. b) tem intensidade igual a 3,0 N. c) tem intensidade igual a 6,0 N. d) tem intensidade igual a 9,0 N. e) tem intensidade igual a 72 N. 10º) Um elevador, juntamente com sua carga, tem massa de 2,0 toneladas. Qual é a potência de dez que melhor expressa o acréscimo de energia potencial de gravidade do elevador – dado em joules – quando este sobe do terceiro ao sétimo andar? a) 10¹ b) 105

c) 109 d) 1013 e) 1017 11º) Um atleta de massa igual a 60 kg realiza um salto com


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vara, transpondo o sarrafo colocado a 6,0 m de altura. Calcule o valor aproximado do acréscimo da energia potencial de gravidade do atleta nesse salto. Adote g = 10 m/s².

12º) (Mack-SP) Uma bola de borracha de massa 1,0 kg é abandonada da altura de 10 m. A energia perdida por essa bola ao se chocar com o solo é 28 J. Supondo g = 10 m/s², a altura máxima atingida pela bola após o choque com o solo será de: a) 7,2 m. b) 6,8 m. c) 5,6 m. d) 4,2 m. e) 2,8 m. 13º) A deformação em uma mola varia com a intensidade da força que a traciona, conforme o gráfico abaixo:

14º) O bloco da figura oscila preso a uma mola de massa desprezível, executando movimento harmônico simples:

A massa do bloco é de 1,0 kg, a constante elástica da mola vale 2,0 · 10³ N/m e o trilho que suporta o sistema é reto e horizontal. Se no instante da figura o bloco tem velocidade de 2,0 m/s e a mola está distendida de 10 cm, qual é a energia mecânica (total) do conjunto bloco-mola em relação ao trilho? 15º) (PUC-SP) O gráfico representa a energia cinética de uma partícula de massa 10 g, sujeita somente a forças conservativas, em função da abscissa x. A energia mecânica do sistema é de 400 J.

a) Qual a energia potencial para x = 1,0 m e para x = 4,0 m? b) Calcule a velocidade da partícula para x = 8,0 m.

16º) Um corpo movimenta-se sob a ação exclusiva de forças conservativas. Em duas posições, A e B, de sua trajetória, foram determinados alguns valores de energia. Esses valores se encontram na tabela abaixo:

Os valores da energia cinética em A e das energias potencial e mecânica em B são, respectivamente: a) 0 J, 800 J e 1 000 J. b) 200 J, 400 J e 1 000 J. c) 100 J, 200 J e 800 J. d) 200 J, 1 000 J e 400 J. e) Não há dados suficientes para os cálculos. 17º) (UFRN) Indique a opção que representa a altura da qual devemos abandonar um corpo de massa m = 2,0 kg para que sua energia cinética, ao atingir o solo, tenha aumentado de 150 J. O valor da aceleração da gravidade no local da queda é g = 10 m/s² e a influência do ar é desprezível. a) 150 m b) 75 m c) 50 m d) 15 m e) 7,5 m 18º) (Cesgranrio-RJ) O Beach Park, localizado em Fortaleza – CE, é o maior parque aquático da América Latina situado na beira do mar. Uma de suas principais atrações é um toboágua chamado “Insano”. Descendo esse toboágua, uma pessoa atinge sua parte mais baixa com velocidade de módulo 28 m/s. Considerando-se a aceleração da gravidade com módulo g = 9,8 m/s² e desprezando-se os atritos, conclui-se que a altura do toboágua, em metros, é de: a) 40. b) 38. c) 37. d) 32. e) 28. 19º) Um garoto de massa m = 30 kg parte do repouso do ponto A do escorregador perfilado na figura e desce, sem sofrer a ação de atritos ou da resistência do ar, em direção ao ponto C:

Sabendo que H = 20 m e que |g| = 10 m/s², calcule: a) a energia cinética do garoto ao passar pelo ponto B; b) a intensidade de sua velocidade ao atingir o ponto C.


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20º) (Fuvest-SP) Numa montanha-russa, um carrinho com 300 kg de massa é abandonado do repouso de um ponto A, que está a 5,0 m de altura. Supondo que os atritos sejam desprezíveis e que g = 10 m/s², calcule:

a) o valor da velocidade do carrinho no ponto B; b) a energia cinética do carrinho no ponto C, que está a 4,0 m de altura. 21º) (Puccamp-SP) A pista vertical representada é um quadrante de circunferência de 1,0 m de raio. Adotando g = 10 m/s² e considerando desprezíveis as forças dissipativas, um corpo lançado em A com velocidade de 6,0 m/s desliza pela pista, chegando ao ponto B com velocidade:

a) 6,0 m/s. b) 4,0 m/s. c) 3,0 m/s. d) 2,0 m/s. e) nula. 22º) No arranjo experimental da figura, desprezam-se o atrito e o efeito do ar:

O bloco (massa de 4,0 kg), inicialmente em repouso, comprime a mola ideal (constante elástica de 3,6 · 10³ N/m) de 20 cm, estando apenas encostado nela. Largando-se a mola, esta distende-se impulsionando o bloco, que atinge a altura máxima h. Adotando |g| = 10 m/s², determine: a) o módulo da velocidade do bloco imediatamente após desligar-se da mola; b) o valor da altura h. 23º) (PUC-SP) Um corpo de massa 2,0 kg é amarrado a um elástico de constante elástica 200 N/m que tem a outra extremidade fixa ao teto. A 30 cm do teto e a 20 cm do chão, o corpo permanece em repouso sobre um anteparo, com o elástico em seu comprimento natural, conforme representado na figura.

Retirando-se o anteparo, qual será o valor da velocidade do corpo, em m/s, ao atingir o chão? a) 0 b) 1,0 c) 2,0 d) 3,0 e) 4,0 24º) Um garoto de massa 40 kg parte do repouso de uma altura de 10 m, desliza ao longo de um tobogã e atinge a parte mais baixa com velocidade de 5,0 m/s:

Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², calcule a energia mecânica degradada pelas forças dissipativas, durante a descida do garoto. 25º) O carrinho de montanha-russa da figura seguinte pesa 6,50 · 10³ N e está em repouso no ponto A, numa posição de equilíbrio instável. Em dado instante, começa a descer o trilho, indo atingir o ponto B com velocidade nula:

Sabendo que a energia térmica gerada pelo atrito de A até B equivale a 4,55 · 104 J, determine o valor da altura h. 26º) Um pequeno bloco B, lançado do ponto P com velocidade de intensidade v0, desliza sem atrito e sem sofrer influência do ar sobre a superfície PQ, contida em um plano vertical.

Sabendo que B inverte o sentido do movimento no ponto Q e que |g| = 10 m/s², calcule o valor de v0.


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27º) Na figura seguinte, uma esfera de massa m = 5,0 kg é abandonada do ponto R no instante t1, caindo livremente e colidindo com o aparador, que está ligado a uma mola de constante elástica igual a 2,0 · 10³ N/m. As massas da mola e do aparador são desprezíveis, como também o são todas as dissipações de energia mecânica.

Considerando g = 10 m/s² e supondo que no instante t2 a mola está sob compressão máxima, calcule: a) a compressão da mola quando a esfera atinge sua máxima velocidade; b) a compressão da mola no instante t2. 28º) (UFMG) A figura mostra um trecho de uma montanha-russa de formato circular de raio R. Um carro de massa M = 200 kg parte do repouso de uma altura R/2

Considere o instante em que o carro passa pelo ponto mais 10baixo da trajetória (ponto B). Despreze as forças de atrito e use g = 10 m/s². a) Faça uma figura representando as forças que atuam sobre o carro nesse instante. b) Calcule a intensidade da força que a pista faz sobre ele nesse instante. 29º) (UFU-MG) A mola da figura abaixo possui uma constante elástica K = 280 N/m e está inicialmente comprimida de 10 cm:

Uma bola com massa de 20 g encontra-se encostada na mola no instante em que esta é abandonada. Considerando g = 10 m/s² e que todas as superfícies são perfeitamente lisas, determine: a) o valor da velocidade da bola no ponto D;

b) o valor da força que o trilho exerce na bola no ponto D; c) o valor da aceleração tangencial da bola quando ela passa pelo ponto C. 30º) (Fatec-SP) A figura representa uma pista no plano vertical, por onde uma partícula desliza sem atrito. Abandonada do repouso no ponto A, a partícula passa por B, tendo nesse ponto aceleração 2 g (igual ao dobro da aceleração gravitacional). Sendo R o raio da circunferência descrita, a altura de A em relação à base é:

a) 1R. b) 2R. c) 3R. d) 4R. e) 5R. GABARITO

1 D 11 3000J 21 B

2 C 12 A 22 6 m/s, 1,8 m

3 1500 13 5000, 300, 4 23 A

4 0 e 49J 14 12 24 3500 J

5 A 15 400, 0, 200 25 13 kg

6 B 16 B 26 8 m/s

7 6,4 17 E 27 2,5cm, 50cm

8 B 18 A 28 4000 N

9 C 19 4kg, 2 m/s 29 10 m/s, 1,8 n

e 10 m/s²

10 B 20 10 m/s, 3kg 30 C

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