Questões de Concurso sobre Leis de Newton

Do trabalho “Galileu contra a inércia circular” de Júlio C. R. de Vasconcelos é retirado o seguinte trecho:

“[...] deve-se observar que um grau de velocidade qualquer, uma vez comunicado a um móvel, imprime-se nele de forma indelével por sua própria natureza, desde que não intervenham causas externas de aceleração ou retardamento; [...] (EN, 8, p. 243; Galileu Galilei, Duas novas ciências; Trad. de L. Mariconda & P. R. Mariconda. São Paulo: Nova Stella, 1988., p. 213).

(...)

A título de conclusão, propõe-se que este é o enunciado que melhor caracteriza a ______ de Galileu; (...) sua decidida e firme escolha é pela afirmação da preservação do grau de velocidade, seja qual for o movimento que estiver sendo considerado.”

Fonte: Vasconcelos (Scientiae Studia v.3, n.3, p. 395, 2005).

Assinale, entre as alternativas abaixo, aquela que corretamente preencha a lacuna da citação e apresenta um parágrafo compatível com as obras galileana e newtoniana.

Isaac Newton foi um grande pensador, capaz de criar leis e conceitos para explicar o mundo a sua volta. Suas principais contribuições estão nos campos da matemática, com o desenvolvimento do cálculo, e da física, com o desenvolvimento da óptica moderna, e em suas leis da gravidade e do movimento. Em seu célebre livro, Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, de 1687, os fundamentos da mecânica clássica são expostos juntamente com suas três leis que relacionam a dinâmica da matéria mediante o conceito de força. Considerando as noções de força e movimento, atente para o que se afirma a seguir e assinale com V o que for verdadeiro e com F o que for falso.

( ) Tudo que se move eventualmente atingirá o repouso, pois o repouso é o estado natural de todos os objetos.

( ) Uma força aplicada de forma contínua é necessária para manter um movimento de forma contínua.

( ) Se a resultante das forças que atuam num corpo é nula, este estará em equilíbrio, ou seja, o corpo estará em repouso ou movimento retilíneo uniforme.

Está correta, de cima para baixo, a sequência:

Associamos o conceito de força à ação de puxar ou de empurrar objetos. Quando levantamos uma mala do chão, estamos exercendo uma força sobre ela. Quando empurramos um carro, também estamos fazendo uma força. Força é o que causa uma mudança de velocidade ou deformação em um objeto. De acordo com as características de uma força, responda:

I- Sempre ocorre entre dois objetos;

II- Causa mudança na velocidade ou causa uma deformação;

III- É uma grandeza vetorial: para caracterizá-la é necessário conhecer sua intensidade, direção e sentido;

IV- No Sistema Nacional de Unidades, a força é medida em newtons, que se abrevia por N. = 1N = 1kg.m/s2

Dos itens acima:

No que se refere à massa, força e aceleração, julgue os itens a seguir como Verdadeiros (V) ou Falsos (F):

I.(__)Para uma determinada força, dobrando-se a quantidade de matéria do corpo, sua aceleração cai pela metade.

II.(__)A aceleração é diretamente proporcional à massa (quantidade de matéria do corpo).

III.(__)Para um determinado corpo, dobrando-se a força, diminui-se pela metade a aceleração.

Disponível em: <https://sites.ifi.unicamp.br/f128/files/2012/08/Aula-5.pdf>.

Assinale a alternativa CORRETA.

Para as forças conservativas, $\oint \overrightarrow{F}\cdot d\overrightarrow{r}\ne 0.$

Uma barra homogênea AB, de seção uniforme e comprimento 𝓁, está em repouso na horizontal, apoiada por sua extremidade A em uma balança (I) e apoiada em um ponto distante X da extremidade B, na balança (II).

A indicação da balança (II) é o triplo da indicação da balança (I). A distância X é igual a

Na torre de Fallturm Bremen, laboratório do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM), a catapulta que pode lançar cápsulas de 300 a 500 kg para simular microgravidade. A cápsula deve sair à velocidade de 48 m/s, e a aceleração ocorre em cerca de 0,3s sendo realizado por um sistema pneumático. Considere g=10 m/s².

A depender do peso do experimento levado pela cápsula, o esforço sobre o sistema pneumático é distinto para garantir as mesmas condições de lançamento. Considerando uma massa de 500 kg e supondo que a aceleração de lançamento seja uniforme, procura-se determinar:

I. A aceleração a que a cápsula é submetida durante o lançamento (em unidades de g: aceleração da gravidade) é de ______.

II. A força resultante sobre a cápsula durante o lançamento é de ______.

III. O trabalho realizado pelo sistema pneumático é de ______.

Assinale a alternativa que apresenta os valores mais consistentes para as lacunas.

As figuras mostram cinco pequenas esferas de aço que se encontram à mesma altura h do solo, mas cada uma com uma velocidade diferente.

Assinale a opção que indica as esferas que, a partir desse instante, passarão a se mover na direção resultante das forças que atuam sobre elas.

Uma barra cilíndrica e homogênea AB, de seção uniforme e de peso P, é articulada, pela extremidade A, a um piso horizontal. A barra é mantida em repouso, formando 45^o com o piso horizontal, presa a uma parede vertical por um fio ideal horizontal JK, como ilustra a figura.

Se a distância AK é igual a $\frac{3}{4}$ AB, a tensão no fio vale

Analise o texto abaixo para a questão 19.

A balança de torção de Cavendish é usada para determinar o valor da constante gravitacional. Ela consiste de duas esferas pequenas de mesma massa (m) fixadas em posições diametralmente opostas a uma haste leve e rígida no formato de T invertido. A haste é sustentada verticalmente por um fio, o que permite a rotação da haste em torno de seu eixo longitudinal, que também é um eixo de simetria. Quando duas outras esferas maiores de massa M são aproximadas das esferas menores, é observada uma pequena torção na balança. O ângulo de torção é medido com o auxílio de um sistema composto por um feixe de laser e um espelho fixado ao eixo vertical da haste, assim como ilustrado na figura abaixo. Se necessário considere G = 6,67 x 10^-11 N.m²/kg², adote a aproximação: 6,67 = 20/3.

Figura: Diagrama da balança de Cavendish descrita. Fonte: wikipedia commons.

Suponha que a massa das esferas maiores seja 𝑴 = 𝟐𝒌𝒈 e das esferas menores seja 𝒎 = 𝟏𝟎𝒈, que o comprimento do braço horizontal da haste seja 𝑳 = 𝟒𝟎, 𝟎𝒄𝒎 e que a distância de afastamento entre os centros de massa das esfera pequenas e grandes seja 𝒓 = 𝟐, 𝟎𝒄𝒎. Assinale a alternativa que apresenta o torque resultante sobre o sistema composto pela haste e as esferas pequenas, em relação ao eixo de rotação da balança.

A órbita de um planeta ao redor do Sol tem o formato de uma elipse, e o Sol ocupa um dos focos dessa elipse. Essa descrição corresponde à

A força centrípeta é uma correção à segunda lei de Newton, quando se tenta aplicá-la a referenciais não inerciais.

De acordo com a Segunda Lei de Newton, identifique a explicação que melhor descreve, por que um caminhão que sai carregado com muita mercadoria demora mais a adquirir certa velocidade do que se estivesse vazio.

Fonte: Fernando Gewandsnadjer. Ciências − Vida na Terra, 6. São Paulo: Editora ática, 2016.

Assinale a alternativa CORRETA:

O bloco da figura a seguir tem massa de 2.000 g e é arrastado em linha reta, sobre uma superfície que possui um atrito considerável, por uma força horizontal $\overrightarrow{F}=8N$ . Sobre esse bloco atua uma força de atrito de 2N.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da aceleração do bloco.

No tocante às Leis de Newton, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) As Leis de Newton apresentam limites, onde deixam de ser válidas: para corpos muito pequenos (física quântica) ou corpos com velocidades muito grandes (relatividade).

( ) O fato de o corpo estar em outro estado não depende do referencial (sistema de coordenadas) em que o corpo é observado.

( ) A aceleração obtida por um corpo é diretamente proporcional à força resultante aplicada sobre ele e também inversamente proporcional à massa (inércia) do mesmo.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo é:

Uma equipe de segurança do transporte de uma empresa avalia o comportamento das tensões que aparecem em duas cordas, 1 e 2, usadas para prender uma carga de massa M = 200 kg na carroceria, conforme a ilustração. Quando o caminhão parte do repouso, sua aceleração é constante e igual a 3 m/s² e, quando ele é freado bruscamente, sua frenagem é constante e igual a 5 m/s². Em ambas as situações, a carga encontra-se na iminência de movimento, e o sentido do movimento do caminhão está indicado na figura. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho da carroceria é igual a 0,2. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², as tensões iniciais nas cordas iguais a zero e as duas cordas ideais.

Nas situações de aceleração e frenagem do caminhão, as tensões nas cordas 1 e 2, em newton, serão

Na figura, o sistema está sujeito à ação da resultante externa F, paralela ao plano horizontal sobre o qual uma prancha com degrau está apoiada. Sobre o degrau repousa uma esfera de raio R (R = 3H). Todos os atritos são desprezíveis e o módulo da aceleração da gravidade é 10 m/s² .

Calcule a aceleração máxima da prancha de modo que a esfera não tombe.

Umas das vantagens dos carros elétricos, sobre os que utilizam motores a combustão, é a possibilidade de “restituir” parte da energia utilizada para colocar o carro em movimento, recarregando as baterias no momento da frenagem através dos freios regenerativos. Isso é possível porque os motores elétricos podem funcionar como geradores elétricos durante a frenagem, os quais convertem parte da energia cinética em energia elétrica nesse processo.

Um carro elétrico com massa total de 1400 kg movimenta-se em um trecho retilíneo e plano de uma estrada, com velocidade constante de 90 km/h. Em um certo instante utiliza-se os freios regenerativos até atingir 18 km/h em 8 segundos e a partir dessa velocidade os freios mecânicos são acionados até parar totalmente o veículo.

Nessas condições, considerando todo o sistema ideal, qual a potência “restituída”, em kW, às baterias durante o tempo que o freio regenerativo permaneceu acionado?

A figura mostra um trilho vertical JKLM, cujo trecho JK é retilíneo e horizontal e o trecho KLM é circular de centro em C e raio R=2,5 m. Uma esfera de aço de pequenas dimensões e massa m=0,20 kg é lançada em um ponto do trecho JK com uma velocidade horizontal 𝑣⃗_𝑜 de módulo igual a 10 m/s e passa a deslizar sobre o trilho com atrito desprezível.

Considere g=10 m/s². No instante em que a esfera passa pelo ponto L, o módulo da força que o trilho exerce sobre ela é

Para uma distância x(t) percorrida pelo carro até o instante t, o trabalho W_R(t), em joules, realizado pela força de arraste do ar será W_R(t) = 12.500 t - 250 v²(t).