Lista 2.12: A segunda e a terceira leis de Newton

01. (ENEM-2017) Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de 0,30 segundos de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes. O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.

02. (UFRGS) Aplica-se uma força de 20 N a um corpo de massa m. O corpo desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta 10 m/s a cada 2 s. Qual o valor, em kg, da massa m?

03. Em um experimento, os blocos I e II, de massas iguais a 20 kg e a 5 kg, respectivamente, estão interligados por um fio ideal. Uma força de intensidade F igual a 80 N é aplicada no bloco I, gerando no fio uma tração TA, como mostrado na representação abaixo. Calcule o valor de TA:

Adote: Raio equatorial da Terra = 6 300 km e π = 22/7

04. Após estudar a Terceira lei de Newton, um estudante concluiu que um cavalo, ao tentar puxar uma carroça, não deveria sair do lugar, já que o cavalo faz uma força sobre a carroça e vice-versa. A respeito dessa observação, marque a alternativa correta.

a) O estudante está correto, sendo esse um tipo de problema que Newton não conseguiu resolver.

b) O estudante está errado, pois a força de atrito entre as patas do cavalo e o solo é a responsável pelo movimento.

c) O estudante está correto e não há uma lei da Física que possa explicar esse fato.

05. (UFRGS) O cabo-de-guerra é uma atividade esportiva na qual duas equipes, A e B, puxam uma corda pelas extremidades opostas, conforme representa a figura abaixo.

Considere que a corda é puxada pela equipe A com uma força horizontal de módulo 780 N e pela equipe B com uma força horizontal de modulo 720 N. Em dado instante, a corda arrebenta. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

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

06. A respeito da Terceira lei de Newton, marque a alternativa verdadeira.

a) Os pares de ação e reação podem ser formados exclusivamente por forças de contato.

b) As forças de ação e reação sempre se anulam.

c) A força normal é uma reação da força peso aplicada por um corpo sobre uma superfície.

d) As forças de ação e reação sempre atuam no mesmo corpo.

e) Como estão aplicadas em corpos diferentes, as foças de ação e reação não se equilibram.

07. UFTM) Analisando as Leis de Newton, pode-se concluir corretamente que:

a) O movimento retilíneo e uniforme é consequência da aplicação de uma força constante sobre o corpo que se move.

b) A lei da inércia prevê a existência de referenciais inerciais absolutos, em repouso, como é o caso do centro de nossa galáxia.

c) Para toda ação existe uma reação correspondente, sendo exemplo dessa circunstância a força normal, que é reação à força peso sobre objetos apoiados em superfícies planas.

d) Se um corpo é dotado de aceleração, esta certamente é consequência da ação de uma força, ou de um conjunto de forças de resultante diferente de zero, agindo sobre o corpo.

e) A força centrífuga é uma força que surge em decorrência da lei da inércia sobre corpos que obedecem a um movimento circular e que têm como reação a força centrípeta.

08. Por que, de acordo com a Terceira lei de Newton, não seria possível utilizar uma aeronave dotada de hélices no espaço?

a) Porque as leis de Newton são válidas somente na Terra.

b) Por conta da gravidade zero do espaço.

c) No espaço, não existe ar para ser empurrado pela hélice, logo, a aeronave não pode ser impulsionada para frente. Pela Terceira lei de Newton, a hélice empurra o ar e, consequentemente, a aeronave é empurrada para frente.

d) No espaço, somente é válida a lei da Inércia.

e) No espaço, somente é válida a segunda lei de Newton.

09. A ordem de grandeza de uma força de 1000N é comparável ao peso de:

10. Sobre um corpo de massa igual a 20 kg atuam duas forças de mesma direção e sentidos opostos que correspondem a 60 N e 20 N. Determine a aceleração em que esse objeto movimenta-se.

11. (UERJ) Em um experimento, os blocos I e II, de massas iguais a 10 kg e a 6 kg, respectivamente, estão interligados por um fio ideal. Em um primeiro momento, uma força de intensidade F igual a 64 N é aplicada no bloco I, gerando no fio uma tração TA. Em seguida, uma força de mesma intensidade F é aplicada no bloco II, produzindo a tração TB. Observe os esquemas:

Desconsiderando os atritos entre os blocos e a superfície S, a razão entre as trações TA/TB corresponde a:

12. Um carro com massa 1000 kg partindo do repouso, atinge 30 m/s em 10 s. Supõem-se que o movimento seja uniformemente variado. Calcule a intensidade da força resultante exercida sobre o carro.

13. Determine o módulo, a direção e o sentido força resultante na figura abaixo.

14. Suponha um corpo de massa 10,0 kg se deslocando sobre uma superfície horizontal em que atuam duas forças de mesma direção e sentidos opostos que correspondem a 80 N e 20 N. Determine a aceleração em que esse objeto se movimenta.

15. Num cabo-de-guerra, um garoto e duas garotas puxam a corda para a direita. A força que cada um faz é: 70 N, 40 N e 30 N. Do outro lado, outros três puxam a corda para a esquerda, com as forças: 80 N, 60 N e 45 N. Qual o valor, a direção e o sentido da força resultante?