FÍSICA - Forças e Lei de Newton

(UFSC)

Ao fazermos uma curva, sentimos o efeito da força centrífuga, a força que nos “joga” para fora da curva e exige um certo esforço para não deixar o veículo sair da trajetória. Quanto maior a velocidade, mais sentimos essa força. Ela pode chegar ao ponto de tirar o veículo de controle, provocando um capotamento ou a travessia na pista, com colisão com outros veículos ou atropelamento de pedestres e ciclistas.
Denatran. Direção defensiva. [Apostila], p. 31, maio 2005. Disponível em: <http://www.detran.sc.gov.br>. Acesso em: 9 out. 2008.

A citação anterior apresenta um erro conceitual bastante frequente. Suponha o movimento descrito analisado em relação a um referencial inercial, conforme a figura a seguir:

Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) correta(s), indicando a soma dos números associados às alternativas corretas.

01. Um veículo de massa m percorre uma determinada curva de raio R sem derrapar, com velocidade máxima de módulo constante v. Um segundo veículo, com pneus idênticos ao primeiro, com massa quatro vezes maior (4m), deverá percorrer a mesma curva sem derrapar, com uma velocidade máxima constante de módulo duas vezes menor .
02. Um veículo descrevendo uma curva em uma estrada plana certamente estará sob ação de uma força centrífuga, se opondo à força de atrito entre os pneus e o chão. Se o atrito deixar de atuar, o veículo será lançado radialmente para fora da curva em virtude dessa força centrífuga.
04. Como o veículo está em equilíbrio, atuam a força centrípeta (para “dentro” da trajetória) e a força centrífuga (para “fora” da trajetória), com o mesmo módulo, a mesma direção e sentidos contrários. Essas forças constituem um par ação e reação, segundo a 3^a Lei de Newton.
08. Se o veículo percorrer uma curva, executando uma trajetória circular, com o módulo da velocidade constante, estará sujeito a uma aceleração. Pela 2^a Lei de Newton, essa aceleração é provocada pela resultante das forças que atuam sobre o veículo. Como a força normal e o peso se anulam, a força resultante é a força centrípeta que se origina do atrito entre os pneus e o chão.
16. Força é o resultado da interação entre dois ou mais corpos. Pela 3^a Lei de Newton: “se dois corpos, A e B, interagem, a força que A faz sobre B tem o mesmo módulo, a mesma direção e sentido contrário à força que B faz sobre A”. Logo, não há força centrífuga atuando sobre o veículo, pois se o veículo (corpo A) é jogado para fora da curva, ele deveria ser atraído por outro corpo, que naturalmente não existe.

(Unesp) Em uma obra, para permitir o transporte de objetos para cima, foi montada uma máquina constituída por uma polia, fios e duas plataformas, A e B, horizontais, todos de massas desprezíveis, como mostra a figura.

Um objeto de massa m = 225 kg, colocado na plataforma A, inicialmente em repouso no solo, deve ser levado verticalmente para cima e atingir um ponto a 4,5 m de altura, em movimento uniformemente acelerado, num intervalo de tempo de 3 s. A partir daí, um sistema de freios passa a atuar, fazendo a plataforma A parar na posição onde o objeto será descarregado.

Considerando g = 10 m/s², desprezando os efeitos do ar sobre o sistema e os atritos durante o movimento acelerado, a massa M, em kg, do corpo que deve ser colocado na plataforma B para acelerar para cima a massa m no intervalo de 3 s é igual a:

(UFF-RJ) Na preparação para a competição “O Homem mais Forte do Mundo”, um dedicado atleta improvisa seu treinamento, fazendo uso de cordas resistentes, de dois cavalos do mesmo porte e de uma árvore. As modalidades de treinamento são apresentadas nas figuras abaixo, onde são indicadas as tensões nas cordas que o atleta segura. Suponha que os cavalos exerçam forças idênticas em todas as situações, que todas as cordas estejam na horizontal, e considere desprezíveis a massa das cordas e o atrito entre o atleta e o chão.

Assinale, dentre as alternativas abaixo, aquela que descreve as relações entre as tensões nas cordas quando os conjuntos estão em equilíbrio.

(UFPE) Considere dois blocos empilhados, A e B, de massas m_A = 1,0 kg e m_B = 2,0 kg. Com a aplicação de uma força horizontal  sobre o bloco A, o conjunto move-se sem ocorrer deslizamento entre os blocos. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies dos blocos A e B é igual a 0,60, e não há atrito entre o bloco B e a superfície horizontal. Determine o valor máximo do módulo da força , em newton, para que não ocorra deslizamento entre os blocos.

(UFPI) O arranjo experimental ilustrado na figura abaixo mostra um bloco A, de massa m_A, sobre uma superfície horizontal ligado, por um fio inextensível e de massa desprezível, a um bloco B, de massa m_B.

Considerando os blocos em movimento e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², analise as afirmativas que se seguem e assinale (V), para as verdadeiras, ou (F), para as falsas.

( ) O módulo da aceleração dos corpos, exista ou não atrito entre o bloco A e a superfície horizontal, só depende da aceleração da gravidade.
( ) O módulo da aceleração dos corpos é inferior ao valor da aceleração da gravidade apenas quando existe atrito entre o bloco A e a superfície horizontal.
( ) A tensão no fio é igual ao peso do bloco B.

Assinale a opção que apresenta a sequência correta:

Em um piso horizontal esta disposta uma caixa de madeira de massa

(Mackenzie-SP) Em um ensaio físico, desenvolvido com o objetivo de se estudar a resistência à tração de um fio, montou-se o conjunto ilustrado abaixo.

Desprezado o atrito, bem como as inércias das polias, do dinamômetro (D) e dos fios, considerados inextensíveis, a indicação no dinamômetro, com o sistema em equilíbrio, é:

(Fuvest-SP) Um móbile pendurado no teto tem três elefantezinhos presos um ao outro por fios, como mostra a figura.

As massas dos elefantes de cima, do meio e de baixo são, respectivamente, 20 g, 30 g e 70 g. Os valores de tensão, em newton, nos fios superior, médio e inferior são, respectivamente, iguais a:

Note e adote
Desconsidere a massa dos fios.
Aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

(ITA-SP) Considere um pêndulo simples, de comprimento L e massa m, abandonado da horizontal. Então, para que não arrebente, o fio do pêndulo deve ter uma resistência à tração pelo menos igual a:

(Mackenzie-SP) Os blocos A e B abaixo repousam sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa. Em uma primeira experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a direita sobre o bloco A, e observa-se que o bloco B fica sujeito a uma força de intensidade f₁. Em uma segunda experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a esquerda sobre o bloco B, e observa-se que o bloco A fica sujeito a uma força de intensidade f₂.

Sendo o valor da massa do bloco A o triplo do valor da massa do bloco B, a relação  vale:

(PUC-Campinas-SP) Num trecho retilíneo de uma pista de automobilismo, há uma lombada cujo raio de curvatura é de 50 m. Um carro passa pelo ponto mais alto da elevação com velocidade v, de forma que a interação entre o veículo e o solo (peso aparente) é  nesse ponto. Adote g = 10 m/s².

Nestas condições, o valor de v, em m/s, é:

(UFMG) Na figura abaixo, está representado um balão dirigível, que voa para a direita, em altitude constante e com velocidade , também constante.

Sobre o balão, atuam as seguintes forças: o peso  , o empuxo , a resistênciado ar  e a força , que é devida à propulsão dos motores.

Assinale a alternativa que apresenta o diagrama de forças em que estão mais bem representadas as forças que atuam sobre esse balão.

(UFRJ) Um bloco de massa 2,0 kg está sobre a superfície de um plano inclinado, que está em movimento retilíneo para a direita, com aceleração de 2,0 m/s², também para a direita, como indica a figura a seguir. A inclinação do plano é de 30° em relação à horizontal.

Suponha que o bloco não deslize sobre o plano inclinado e que a aceleração da gravidade seja g = 10 m/s2. Usando a aproximação √3  1,7 calcule o módulo e indique a direção e o sentido da força de atrito exercida pelo plano inclinado sobre o bloco.

(Mackenzie-SP) A esfera de 30 N e raio 60 cm, da figura abaixo, encontra-se apoiada sobre um plano inclinado em que o atrito é desprezível.

Seu equilíbrio é mantido pelo fio ideal, de 75 cm de comprimento, preso ao centro e tracionado horizontalmente. A intensidade da força tensora nesse fio é:

(UEG-GO) Entre os poucos animais que desenvolveram o “paraquedismo” está o sapo voador de Bornéu – Rhacophorus dulitensis, apresentado na figura a seguir.

Na ilustração, _a e m  são, respectivamente, a força de resistência do ar e a força peso.

Considerando que esse animal tenha se atirado do alto de uma árvore em direção ao solo, o seu paraquedas será utilizado e, durante sua queda:

Uma pessoa está dentro de um elevador, em cima de uma balança. A leitura na balança com o elevador parado é de 60 kg. O elevador começa a descer com uma aceleração de módulo menor que a aceleração da gravidade. O que acontecerá com a leitura na balança nesse momento?

(UFSJ-MG) Carlos dirige seu carro numa estrada plana com uma velocidade de 90 km/h. De repente, ele avista um cavalo na estrada e instantaneamente pisa no freio. Se o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a estrada vale 0,5 e o cavalo estava a 50 m de distância do carro, é correto afirmar que ele:

[g = 10 m/s²]

Dois corpos A e B de respectivas massas 5 kg e 10 kg sofrem ação de uma força de 10 N cada um. A aceleração desses corpos será respectivamente:

(UFPE) Um bloco de massa m = 4,0 kg é impulsionado sobre um plano inclinado com velocidade inicial v₀ = 15 m/s, como mostra a figura. Ele desliza em um movimento descendente por uma distância L = 5,0 m, até parar. 

Calcule o módulo da força resultante que atua no bloco, ao longo da descida, em newtons. [g = 10 m/s²]

Um corpo de massa 2 kg sofre a ação de duas forças, uma de 3 N e a outra de 5 N. As forças são aplicadas de maneira que formam um ângulo de 60° entre si. O módulo da força resultante e a aceleração sofrida pelo corpo serão, respectivamente:

(Mackenzie-SP) Um balde de 400 g é suspenso por um fio ideal que tem uma extremidade presa a um bloco de massa 12 kg.

O conjunto está em repouso, quando se abre a torneira, que proporciona uma vazão de água (ρ = 1 kg/L), constante e igual a 0,2 L/s. Sabendo-se que o coefciente de atrito estático entre o bloco e a superfície horizontal que o suporta é μ_e = 0,4 e que a polia é ideal, esse bloco iniciará seu deslocamento no instante imediatamente após:
Dado: g = 10 m/s²

(Urca-CE) De um ponto situado a h = 80 m acima do solo, deixam-se cair simultaneamente dois corpos; um cai verticalmente (1) e outro desce o plano inclinado que forma um ângulo θ com a horizontal (2), com velocidade inicial de 30 m/s, como mostra a figura seguinte:

Determine o comprimento L do plano para que os dois corpos atinjam o solo no mesmo instante. Despreze os atritos. Dado g = 10 m/s².

(UFPB — Adaptado) Na cidade de Sousa, no sertão paraibano, é comum agricultores subirem, sem ajuda de equipamentos, em coqueiros. Para descer, um determinado agricultor exerce forças com suas mãos e pés sobre o coqueiro, de modo a descer com velocidade constante. Veja a figura esquemática a seguir.

Considerando que cada membro, pés e mãos desse agricultor, exerce uma força de intensidade F perpendicular ao tronco do coqueiro, e que o coeficiente de atrito entre os membros e o tronco do coqueiro é μ, identifique as afirmativas corretas e incorretas:

I. A força normal exercida pelo tronco em cada membro do agricultor tem módulo igual a F.
II. O atrito é estático, pois a aceleração é nula.
III. A força de atrito é paralela ao tronco e orientada para cima.
IV. O peso do agricultor é P = 4μF.
V. A velocidade escalar do agricultor, imediatamente antes de chegar ao solo, diminuirá, se o coeficiente de atrito diminuir.

(UFS-SE — Adaptado) Um corpo de massa 8,0 kg é colocado sobre um plano inclinado de 37° com a horizontal, com o qual tem atrito, cujos coeficientes são:

μ_e(estático) = 0,50 e μ_d (dinâmico) = 0,25. Adote g = 10 m/s², sen 37° = 0,60 e cos 37° = 0,80.

Indique as alternativas verdadeiras (V) e falsas (F).

( ) A reação normal do apoio vale 64 N.
( ) Abandonado, a partir do repouso, o corpo desce o plano com velocidade de 2,0 m/s.
( ) Para que o corpo permaneça parado pode-se aplicar nele uma força de 16 N, paralela ao plano inclinado, para cima.
( ) Para o corpo subir o plano com velocidade constante, a intensidade da força paralela ao plano que se deve aplicar no corpo é de 48 N.
( ) Para o corpo subir o plano com aceleração de 2,0 m/s2, a força paralela ao plano que se deve aplicar nele tem intensidade 80 N.

(Unesp)Em uma operação de resgate, um helicóptero sobrevoa horizontalmente uma região levando pendurado um recipiente de 200 kg com mantimentos e materiais de primeiros socorros. O recipiente é transportado em movimento retilíneo e uniforme, sujeito às forças peso (), de resistência do ar horizontal() e tração (), exercida pelo cabo inextensível que o prende ao helicóptero.

Sabendo que o ângulo entre o cabo e a vertical vale θ, que sen θ = 0,6, cos θ = 0,8 e g = 10 m/s², a intensidade da força de resistência do ar que atua sobre o recipiente vale, em newton:

(UFF-RJ) Uma criança se balança em um balanço, como representado esquematicamente na figura a seguir.

Assinale a alternativa que melhor representa a aceleração da criança no instante em que ela passa pelo ponto mais baixo de sua trajetória.

Um bloco está apoiado em uma superfície horizontal e os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são μ_e = 0,5 e μ_c = 0,3. O bloco tem massa de 3 kg e sofre a ação de uma força paralela à superfície, empurrando o bloco com intensidade de 21 N. O bloco entrará em movimento? (Considere g = 10 m/s².)

(Unifal-MG) Dentre as situações apresentadas a seguir, assinale aquela em que o objeto se encontra em equilíbrio.

(Urca-CE) Uma caixa de massa m encontra-se apoiada sobre um plano horizontal áspero. O coeficiente de atrito entre o caixote e o plano vale μ e a gravidade local vale g.

Se o ângulo θ pode ser ajustado convenientemente, o menor valor da força  capaz de mover o caixote ao longo do plano é igual a:

(UFPR) No último campeonato mundial de futebol, ocorrido na África do Sul, a bola utilizada nas partidas, apelidada de Jabulani, foi alvo de críticas por parte de jogadores e comentaristas. Mas como a bola era a mesma em todos os jogos, seus efeitos positivos e negativos afetaram todas as seleções. Com relação ao movimento de bolas de futebol em jogos, considere as seguintes afirmativas:

1. Durante seu movimento no ar, após um chute para o alto, uma bola está sob a ação de três forças: a força peso, a força de atrito com o ar e a força de impulso devido ao chute.
2. Em estádios localizados a grandes altitudes em relação ao nível do mar, a atmosfera é mais rarefeita, e uma bola, ao ser chutada, percorrerá uma distância maior em comparação a um mesmo chute no nível do mar.
3. Em dias chuvosos, ao atingir o gramado encharcado, a bola tem sua velocidade aumentada.
4. Uma bola de futebol, ao ser chutada obliquamente em relação ao solo, executa um movimento aproximadamente parabólico, porém, caso nessa região haja vácuo, ela descreverá um movimento retilíneo.

Assinale a alternativa correta.

Quando estamos dentro de um carro e o motorista acelera, temos a sensação de sermos empurrados para trás, apesar de não haver nenhuma força nos empurrando nesse sentido.

Assinale a alternativa que explica essa situação.

(UFGD-MS) Suponha que você more no último dos 15 andares de um edifício e que deseja levar para o seu apartamento um corpo de peso igual a 20 N. 

Ao entrar no elevador, coloca o objeto sobre uma balança que se encontra no interior do elevador. Se o elevador subir com uma aceleração constante de 3 m/s² e se a gravidade local for de 10 m/s², qual será a leitura do peso, em newton, do objeto na balança durante o trajeto de subida?

O conceito físico FORÇA refere-se:

(PUC-SP) 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 = 10 m/s².

(Urca-CE) A figura a seguir mostra um carrossel de raio r = 1,5 m girando em torno do eixo central. Um mastro fixo a sua periferia suporta um pêndulo, de comprimento L = 10 m, que gira solidário ao carrossel, formando um ângulo θ com a vertical, tal que sen θ = 0,6. Considerando g =10 m/s², a velocidade angular ω de rotação do sistema vale:

(UFPB) Em uma partida de curling, uma jogadora arremessa uma pedra circular de 18 kg, que desliza sobre o gelo e para a 30 m da arremessadora. 

Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a pedra e o gelo é de 0,015, é correto afrmar que a pedra foi lançada com velocidade de:

(ITA-SP) Na figura, um bloco sobe um plano inclinado, com velocidade inicial v₀. Considere μ o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície. Indique a sua velocidade na descida ao passar pela posição inicial.