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Prof. Bruno

LEIS DE NEWTON, FORÇA CENTRÍPETA, TRABALHO E ENERGIA

LEIS DE NEWTON

1. Um trabalhador empurra um conjunto formado por dois blocos A e B de

massas 4kg e 6kg, respectivamente, exercendo sobre o primeiro uma força horizontal de 50 N, como representado na figura a seguir. 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) 50. b) 30.

c) 20. d) 10.

2. (G1 - cftmg) Na figura, os blocos A e B, com massas iguais a 5 e 20 kg,

respectivamente, são ligados por meio de um cordão inextensível. Desprezando-se as massas do cordão e da roldana e qualquer tipo de atrito, a aceleração do bloco A, em m/s

2, é igual a

a) 1,0. b) 2,0. c) 3,0. d) 4,0. 3. 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 a seguir. (Desconsidere a massa do fio).

A tensão no fio que liga os dois blocos é a) zero. b) 2,0 N.

c) 3,0 N. d) 4,5 N.

e) 6,0 N.

4. Dado: g = 10 m/s², mA = mB = 2 kg, F = 38N e = 0,1, determine a aceleração do conjunto e a tração no fio.

5. Vamos supor que temos um bloco de massa m = 5 kg sobre uma superfície plana. Suponhamos que o

coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície plana seja igual a 0,2, determine o valor da força de atrito para uma força que puxa o bloco com intensidade igual a 50 N.

a) 5 N b) 10 N c) 50 N d) 0 e) 100 N

6. Um bloco de madeira pesa 2,0 . 10

3N. Para deslocá-lo sobre uma mesa horizontal, com velocidade

constante, é necessário aplicar uma força horizontal de intensidade 1,0 . 102N. O coeficiente de atrito

dinâmico entre o bloco e a mesa vale a) 5,0 . 10

-2

b) 1,0 . 10-1

c) 2,0 . 10

-3

d) 2,5 . 10-1

e) 5,0 . 10

-1

FÍSICA

2

7. (UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10 m/s

2. Sabendo que o bloco tem aceleração

de módulo igual a 2,0 m/s2, concluímos que a força de tração no barbante tem intensidade igual a

a) 40N b) 50N

c) 60N d) 70N

e) 90N

8. (G1 - ifce 2014) Na figura abaixo, o fio inextensível que une os corpos A e B e a

polia têm massas desprezíveis. As massas dos corpos são mA = 4,0 kg e mB = 6,0 kg. Desprezando-se o atrito entre o corpo A e a superfície, a aceleração do conjunto, em m/s

2, é de

(Considere a aceleração da gravidade 10,0 m/s2)

a) 4,0. b) 6,0. c) 8,0.

d) 10,0. e) 12,0.

GABARITO 1. B 2. B 3. D

4. 4 m/s² e 28N 5. A 6. A

7. E 8. B

FORÇA RESULTANTE CENTRÍPETA 1. (Ufla 2010) Um corpo desliza sem atrito ao longo de uma trajetória circular no plano vertical (looping),

passando pelos pontos, 1, 2, 3 e 4, conforme figura a seguir. Considerando que o corpo não perde contato com a superfície em momento algum, é correto afirmar que os diagramas que melhor representam as direções e sentidos das forças que agem sobre o corpo nos pontos 1, 2, 3 e 4 são apresentados na alternativa:

a)

b)

c)

d)

2. (Pucsp 2010) Um automóvel de massa 800 kg, dirigido por um motorista de massa igual a 60 kg, passa pela

parte mais baixa de uma depressão de raio = 20 m com velocidade escalar de 72 km/h. Nesse momento, a intensidade da força de reação que a pista aplica no veículo é: (Adote g = 10m/s

2).

a) 231512 N b) 215360 N c) 1800 N d) 25800 N e) 24000 N 3. (Upe 2010) Um coelho está cochilando em um carrossel parado, a uma distância de 5 m do centro. O

carrossel é ligado repentinamente e logo atinge a velocidade normal de funcionamento na qual completa uma volta a cada 6s. Nessas condições, o coeficiente de atrito estático mínimo entre o coelho e o carrossel, para que o coelho permaneça no mesmo lugar sem escorregar, vale Considere π = 3 e g = 10 m/s

2.

a) 0,2 b) 0,5

c) 0,4 d) 0,6

e) 0,7

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4. (Enem 2009) O Brasil pode se transformar no primeiro país das Américas a entrar no seleto grupo das nações que dispõem de trens-bala. O Ministério dos Transportes prevê o lançamento do edital de licitação internacional para a construção da ferrovia de alta velocidade Rio-São Paulo. A viagem ligará os 403 quilômetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estação da Luz, no centro da capital paulista, em uma hora e 25 minutos.

Disponível em: http://oglobo.globo.com. Acesso em: 14 jul. 2009.

Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo trem é o dimensionamento das curvas. Considerando-se que uma aceleração lateral confortável para os passageiros e segura para o trem seja de 0,1 g, em que g é a aceleração da gravidade (considerada igual a 10 m/s

2), e que a

velocidade do trem se mantenha constante em todo o percurso, seria correto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mínimo de, aproximadamente, a) 80 m. b) 430 m.

c) 800 m. d) 1.600 m.

e) 6.400 m.

5. (Udesc 2009) Um carro de massa m = 1000 kg com velocidade escalar constante de 72 km/h trafega por uma pista horizontal quando passa por uma grande ondulação, conforme figura a seguir, e mantém a mesma velocidade escalar. Considerando que essa ondulação tenha o formato de uma circunferência de raio R = 50 m. Calcule, no ponto mais alto da pista:

(Dado: g = 10 m/s2)

a) A força centrípeta no carro.

b) A força normal.

6. (Pucsp 2006) Um automóvel percorre uma curva circular e horizontal de raio 50 m a 54 km/h. Adote g = 10

m/s2. O mínimo coeficiente de atrito estático entre o asfalto e os pneus que permite a esse automóvel fazer a

curva sem derrapar é a) 0,25 b) 0,27

c) 0,45 d) 0,50

e) 0,54

7. (Pucrj 2006) Um carro de massa m = 1000 kg realiza uma curva de raio R = 20 m com uma velocidade angular w = 10 rad/s. A força centrípeta atuando no carro em newtons vale

a) 2,0 106.

b) 3,0 106.

c) 4,0 106 .

d) 2,0 105.

e) 4,0 105.

GABARITO

1. A 2. D 3. B

4. E 5. A) 8000 N b) 2000N 6. C

7. A

TRABALHO E ENERGIA

1. (Espcex (Aman) 2011) Um bloco, puxado por meio de uma corda inextensível e de massa desprezível, desliza sobre uma superfície horizontal com atrito, descrevendo um movimento retilíneo e uniforme. A corda faz um ângulo de 53° com a horizontal e a tração que ela transmite ao bloco é de 80 N. Se o bloco sofrer um deslocamento de 20 m ao longo da superfície, o trabalho realizado pela tração no bloco será de (Dados: sen 53° = 0,8 e cos 53° = 0,6)

a) 480 J b) 640 J

c) 960 J d) 1280 J

e) 1600 J

2. (Uece 2010) Em um corredor horizontal, um estudante puxa uma mochila de rodinhas de 6 kg pela haste, que

faz 60o com o chão. A força aplicada pelo estudante é a mesma necessária para levantar um peso de 1,5 kg,

com velocidade constante. Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, o trabalho, em Joule,

realizado para puxar a mochila por uma distância de 30 m é a) Zero. b) 225,0.

c) 389,7. d) 900,0.

4

3. (Unesp 2009) Suponha que os tratores 1 e 2 da figura arrastem toras de mesma massa pelas rampas correspondentes, elevando-as à mesma altura h. Sabe-se que ambos se movimentam com velocidades constantes e que o comprimento da rampa 2 é o dobro do comprimento da rampa 1.

Chamando de 1 2 e τ τ os trabalhos realizados pela força gravitacional sobre essas toras, pode-se afirmar que

a) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ

b) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ

c) 1 2 1 2; 0 e 0.τ τ τ τ

d) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ

e) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ

4. (Unifesp 2006) A figura representa o gráfico do módulo F de uma força que atua sobre um corpo em função do seu deslocamento x. Sabe-se que a força atua sempre na mesma direção e sentido do deslocamento.

Pode-se afirmar que o trabalho dessa força no trecho representado pelo gráfico é, em joules, a) 0. b) 2,5. c) 5,0.

d) 7,5. e) 10.

5. (Uel 2001) Um objeto de 2,0kg cai da janela de um apartamento até uma laje que está 4,0m abaixo do ponto de início da queda. Se a aceleração da gravidade for 9,8m/s

2, o trabalho realizado pela força

gravitacional será a) -4,9 J b) 19,6 J

c) -39,2 J d) 78,4 J

e) 156,8 J

6. (G1 - cftmg 2013) Um motor é capaz de desenvolver uma potência de 500 W. Se toda essa potência for usada na realização do trabalho para a aceleração de um objeto, ao final de 2,0 minutos sua energia cinética terá, em joules, um aumento igual a

a) 2,5.102.

b) 1,0.103.

c) 3,0.103.

d) 6,0.104.

7. (Espcex (Aman) 2012) Uma força constante F de intensidade 25 N atua sobre um bloco e faz com que ele

sofra um deslocamento horizontal. A direção da força forma um ângulo de 60° com a direção do

deslocamento. Desprezando todos os atritos, a força faz o bloco percorrer uma distância de 20 m em 5 s.

A potência desenvolvida pela força é de

Dados: Sen60 0,87; Cos60º 0,50.

a) 87 W b) 50 W c) 37 W

d) 13 W e) 10 W

8. (G1 - ifsp 2012) Considerando que a massa total do trabalhador mais plataforma é igual a 300 kg e sabendo

que com esse elevador o trabalhador sobe um trecho de 6 m em 20 s, pode-se afirmar que,

desconsiderando perdas de energia, a potência desenvolvida pelo motor do elevador, em watts, é igual a a) 2 000. b) 1 800.

c) 1 500. d) 900.

e) 300.

9. (Espcex (Aman) 2013) Um carrinho parte do repouso, do ponto mais alto de uma montanha-russa. Quando

ele está a 10 m do solo, a sua velocidade é de 1m s. Desprezando todos os atritos e considerando a

aceleração da gravidade igual a 210 m s , podemos afirmar que o carrinho partiu de uma altura de

a) 10,05 m b) 12,08 m

c) 15,04 m d) 20,04 m

e) 21,02 m

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10. (Uerj 2013) Uma pequena caixa é lançada em direção ao solo, sobre um plano inclinado, com velocidade igual a 3,0 m/s. A altura do ponto de lançamento da caixa, em relação ao solo, é igual a 0,8 m. Considerando que a caixa desliza sem atrito, estime a sua velocidade ao atingir o solo. Utilize: Aceleração da gravidade = 10 m/s

2.

11. (G1 - ifba 2012) Um corpo é abandonado do alto de um plano inclinado,

conforme a figura a seguir. Considerando as superfícies polidas ideais, a resistência do ar nula e 10 m/s

2 como a aceleração da gravidade local, determine

o valor aproximado da velocidade com que o corpo atinge o solo: a) v = 84 m/s b) v = 45 m/s c) v = 25 m/s d) v = 10 m/s e) v = 5 m/s

12. (G1 - ifsc 2012) A ilustração abaixo representa um bloco de 2 kg de massa, que é comprimido contra uma

mola de constante elástica K = 200 N/m. Desprezando qualquer tipo de atrito, é correto afirmar que, para que o bloco atinja o ponto B com uma velocidade de 1,0 m/s, é necessário comprimir a mola em

a) 0,90 cm. b) 90,0 cm.

c) 0,81 m. d) 81,0 cm.

e) 9,0 cm.

13. (Udesc 2011) Uma partícula com massa de 200 g é

abandonada, a partir do repouso, no ponto “A” da figura.

Desprezando o atrito e a resistência do ar, pode-se afirmar que

as velocidades nos pontos “B” e “C” são, respectivamente,

a) 7,0 m/s e 8,0 m/s

b) 5,0 m/s e 6,0 m/s

c) 6,0 m/s e 7,0 m/s

d) 8,0 m/s e 9,0 m/s

e) 9,0 m/s e 10,0 m/s

14. (Fuvest 2011) Um skatista treina em uma pista cujo perfil está representado na figura abaixo. O trecho

horizontal AB está a uma altura h = 2,4 m em relação ao trecho, também horizontal, CD. O skatista percorre a pista no sentido de A para D. No trecho AB, ele está com velocidade constante, de módulo v = 4 m/s; em seguida, desce a rampa BC, percorre o trecho CD, o mais baixo da pista, e sobe a outra rampa até atingir uma altura máxima H, em relação a CD. A velocidade do skatista no trecho CD e a altura máxima H são, respectivamente, iguais a

NOTE E ADOTE g = 10 m/s

2

Desconsiderar: - Efeitos dissipativos. - Movimentos do skatista em relação ao skate.

a) 5 m/s e 2,4 m. b) 7 m/s e 2,4 m. c) 7 m/s e 3,2 m. d) 8 m/s e 2,4 m. e) 8 m/s e 3,2 m. 15. (Uepg 2008) Com base na figura a seguir, calcule a menor velocidade

com que o corpo deve passar pelo ponto A para ser capaz de atingir o ponto B. Despreze o atrito e considere g = 10 m/s

2.

6

16. (Fuvest-gv 1991) Na figura a seguir, tem-se uma mola de massa desprezível e constante elástica 200 N/m, comprimida de 20 cm entre uma parede e um carrinho de 2,0 kg. Quando o carrinho é solto, toda a energia mecânica da mola é transferida ao mesmo. Desprezando-se o atrito, pede-se:

a) nas condições indicadas na figura, o valor da força que a mola exerce na parede. b) a velocidade com que o carrinho se desloca, quando se desprende da mola. 17. (Unesp 1992) Um bloco de massa m desliza sem atrito sobre a superfície indicada na figura a seguir.

Se g é a aceleração da gravidade, a velocidade mínima v que deve ter para alcançar a altura h é a) 2 gh

b) 2gh

c) gh

2

d) gh

2

e) 22gh

18. (Uel 1994) Um corpo deslizando horizontalmente com velocidade v, sobe pela pista inclinada suposta

perfeitamente lisa.

Sendo g a aceleração da gravidade, a máxima altura h atingida pelo corpo é dada por a) v

2/2g

b) v2/g

c) v/2g d) v/g e) 2v/g 19. (Unicamp 1995) Numa câmara frigorífica, um bloco de gelo de massa m = 8,0

kg desliza sobre a rampa de madeira da figura a seguir, partindo do repouso, de uma altura h = 1,8 m.

a) Se o atrito entre o gelo e a madeira fosse desprezível, qual seria o valor da velocidade do bloco ao atingir o solo (ponto A da figura)?

b) Entretanto, apesar de pequeno, o atrito entre o gelo e a madeira não é desprezível, de modo que o bloco de gelo e chega à base da rampa com velocidade de 4,0 m/s. Qual foi a energia dissipada pelo atrito?

20. (Fatec 1995) Um objeto de massa 400 g desce, a partir do repouso no ponto A, por uma rampa, em forma de

um quadrante de circunferência de raio R = 1,0 m. Na base B, choca-se com uma mola de constante elástica k = 200 N/m. Desprezando a ação de forças dissipativas em todo o movimento e adotado g = 10 m/s

2, a máxima deformação da mola é de

a) 40 cm b) 20 cm c) 10 cm d) 4,0 cm e) 2,0 cm

GABARITO 1. C 2. B 3. C 4. C 5. D 6. D 7. B

8. D 9. A 10. 5 m/s 11. D 12. B 13. A 14. E

15. 10 m/s 16. a) 40 N b) 2 m/s 17. B 18. A 19. a) 6,0 m/s. b) 80 J. 20. B