Exercícios Leis de Newton 9 ano doc

Resposta correta: (2); (3) e (1).

Lei da inércia (1ª lei de Newton): indica que um corpo tende a permanecer em seu estado de repouso ou em movimento retilíneo uniforme, a menos que uma força resultante passe a atuar sobre ele.

Lei fundamental da dinâmica (2ª lei de Newton): determina que a força resultante é igual ao produto da massa pela aceleração do corpo.

Lei da ação e reação (3ª lei de Newton): enuncia que a toda ação existe uma reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.

Alternativa correta: b) 4.

Para encontrar o valor da massa, vamos aplicar a segunda lei de Newton. Para isso, precisamos primeiro calcular o valor da aceleração.

Como a aceleração é igual ao valor da variação da velocidade dividido pelo intervalo de tempo, temos:

Substituindo os valores encontrados:

Portanto, a massa do corpo é 4 kg.

Alternativa correta: d) 2,0.

No esquema abaixo representamos a situação proposta no problema e as forças que atuam no bloco:

Como o bloco encontra-se em equilíbrio sobre o plano inclinado, a força resultante tanto no eixo x quanto no eixo y, é igual a zero.

Desta forma, temos as seguintes igualdades:

fatrito = P. sen 45º
N = P. cos 45º

Sendo N igual a 2 N e o sen 45º igual ao cos 45º, então:

fatrito = N = 2 newtons

Portanto, entre o bloco e o plano inclinado, a intensidade da força de atrito é igual a 2,0 N.

Alternativa correta: b) esquerda - 2,6 m/s2 e 2,4 m/s2.

A força resultante aponta para o sentido da maior força, que neste caso, é a força exercida pela equipe A. Portanto, seu sentido é para a esquerda.

No instante imediatamente após a corda arrebentar, podemos calcular o valor da aceleração adquirida por cada equipe através da segunda lei de Newton. Assim, temos:

Portanto, o texto com as lacunas preenchidas corretamente é:

A força resultante sobre a corda, no instante imediatamente anterior ao rompimento, tem módulo 60 N e aponta para a esquerda. Os módulos das acelerações das equipes A e B, no instante imediatamente posterior ao rompimento da corda, são, respectivamente, 2,6 m/s2 e 2,4 m/s2, supondo que cada equipe tem massa de 300 kg.

Alternativa correta: b) 2.

O problema nos informa que a força exercida pelo cinto de segurança pode causar lesões graves em colisões frontais.

Portanto, precisamos identificar, entre os modelos apresentados e sob as mesmas condições, aquele que exercerá uma força de menor intensidade sobre o passageiro.

Pela segunda lei de Newton, temos que a força resultante é igual ao produto da massa pela aceleração:

FR = m . a

Como o experimento foi feito utilizando bonecos de mesma massa, então, a menor força resultante sobre o passageiro ocorrerá quando a aceleração máxima também for menor.

Observando o gráfico, identificamos que esta situação ocorrerá no cinto 2.

Alternativa correta: c.

Na situação proposta pelo problema, o corpo está em repouso, logo, sua aceleração é igual a 0. Considerando a 2º lei de Newton (FR = m . a), então, a força resultante também será igual a zero.

Conforme descrito no problema, existe a força F e a força de atrito atuando no corpo. Além disso, temos ainda a ação da força peso e da força normal.

Na figura abaixo, apresentamos o diagrama dessas forças:

No eixo horizontal, enquanto o corpo permanecer em repouso, temos a seguinte situação:

FR = F - Fatrito = 0 ⇒ F = Fatrito

Essa condição será verdadeira até que o valor da força F atingir a intensidade da força de atrito máxima.

A força de atrito máxima é encontrada através da fórmula:

Pela figura apresentada acima, notamos que o valor da força normal é igual a intensidade da força peso, visto que o corpo está em repouso no eixo vertical. Então:

N = P = m . g

Antes de substituir os valores, devemos transformar o valor da massa para o sistema internacional, ou seja, 1500 g = 1,5 kg.

N = 1,5. 10 = 15 N

Assim, o valor da Fatritomáx será encontrado fazendo-se:

Fatritomáx= 0,4 . 15 = 6 N

Portanto, a Fatrito sobre o corpo será igual a força F até que esta atinja o valor de 6N, quando o corpo estará na eminência de movimento.

Alternativa correta: b) 6.

As forças que atuam no barco estão representadas no diagrama abaixo:

Pelo diagrama, notamos que o barco, para sair do repouso, é necessário que a força de tração T seja maior que a força de atrito estático máxima. Para calcular o valor desta força, iremos usar a fórmula:

Sendo nesta situação o módulo do peso igual ao módulo da força normal, temos:

Substituindo os valores informados, temos:

Fatrito máx = 0,8 . 3000 . 10 = 24 000 N

Sabemos que a força F exercida por Arquimedes foi igual a 400 N, então, esta força deverá ser multiplicada por um certo fator para que o seu resultado seja maior que 2400 N.

Cada polia móvel utilizada dobra o valor da força, ou seja, fazendo uma força igual a F, a força de tração (força que irá puxar o barco) será igual a 2F.

Usando os dados do problema, temos a seguinte situação:

• 1 polia → 400 . 2 = 400 . 21 = 800 N
• 2 polias → 400 . 2 . 2 = 400 . 2 2 = 1600 N
• 3 polias → 400 . 2 . 2 . 2 = 400 . 23 = 3200 N
• n polias → 400 . 2n > 24 000 N (para sair do repouso)

Desta forma, precisamos conhecer o valor do n, então:

Sabemos que 25 = 32 e que 26 = 64, como queremos encontrar o número mínimo de roldanas móveis, então ao utilizar 6 roldanas já será possível movimentar o barco.

Portanto, o número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi 6.

Alternativa correta: .

Aplicando a segunda lei de newton e a lei da ação e reação (terceira lei de Newton), podemos escrever os sistemas para cada situação:

1ª situação

2ª situação

Note que em ambas as situações o valor da aceleração será o mesmo, visto que a força F é igual e as massas também permanecem as mesmas.

Substituindo os valores e calculado a aceleração, temos:

Conhecendo o valor da aceleração, podemos calcular os valores das trações:

TA = mII. a
TA = 6 . 4 = 24 N

TB = mI . a
TB = 10 . 4 = 40 N

Calculando a razão entre as trações, encontramos:

Portanto, a razão entre as trações corresponde a .