Slide - Leis de Newton 2021 2

Leis de Newton Aulas síncronas Física I UFRJ 20212 Mecânica O objetivo da Física é descrever a Natureza Em Física IA estudaremos a Mecânica Nos restringiremos à Mecânica Newtoniana corpos macroscópicos com velocidades muito menores que a da luz Duas grandes visões CINEMÁTICA Descrição do Movimento a partir da posição velocidade e aceleração da partícula sem se preocupar com o que causou o movimento DINÂMICA Descrição do movimento a partir das forças que atuam sobre um objeto Da cinemática já sabemos como a partir da aceleração e das condições iniciais descrever o movimento 1 Um carro de massa m1 1000 kg percorre uma estrada retilínea com velocidade constante v1 80 kmh Ele ultrapassa um caminhão de massa m2 3000 kg que se move a uma velocidade constante de 60 kmh Em qual dos veículos a força resultante é maior a No carro b No caminhão c Em ambos os veículos a força resultante é a mesma Resposta c a d g b e h c f i 2 Um bloco de madeira desce um plano inclinado de um ângulo α com a horizontal conforme a figura Assinale das abaixo todas as relações corretas N P N P N P N P cos N Psen N Psen N Psen N P cos N P cos Resposta f 3 Uma Caixa cúbica repousa sobre uma superfície de gelo de modo que não haja atrito entre ela e a superfície Três garotos tentam empurrar a caixa cada um por uma face lateral do cubo diferente Cada um aplica uma força perpendicular à face de mesma intensidade F Qual o módulo da força resultante sobre a Caixa a 3 F b F c 2 F d F e F f A força resultante é nula p 3 p 2 Resposta e 4 Considere um objeto de massa m sobre o qual atuam apenas duas forças constantes de mesmo módulo F perpendiculares entre si 41 Qual o módulo da aceleração do objeto a a Fm ca F m b a 2 Fm dA aceleração é nula 42 Sobre a direção e sentido da aceleração podese afirmar que a Tem a direção de uma das forças individuais b É perpendicular a ambas as forças individuais c Faz um ângulo de 45º com ambas as forças individuais p 2 Resposta c Resposta c Considere um bloco de massa m que repousa sobre uma superfície horizontal sem atrito e é puxado por uma força de módulo F que faz um ângulo θ com a horizontal conforme a figura 51Qual o módulo da força normal que atua entre o bloco e a superfície a N mg d N F cosθ gN mg F cos θ b N mg cos θ e N F sen θ hN mg cos θ F c N mg sen θ f N mg Fsenθ 52 Qual o módulo da aceleração do bloco a aFm b aFcosθm c aFsenθm m θ F Resposta f Resposta b Os professores Joaquim 70kg e Marcello 90kg estão pendurados através de cordas ao teto sem se mexer Assuma que as cordas têm massa desprezível e g 10 ms2 61 Qual o módulo da tensão na corda de cima TJ a 1600 N c 900 N b 700 N d a tensão é nula 62Qual o módulo da tensão na corda debaixo TM a 1600 N c 900 N b 700 N d a tensão é nula Joaquim 70 kg Marcello 90 kg TJ TM Resposta a Resposta c 7 Um bloco de massa M está em repouso sobre um plano inclinado que faz um ângulo θ com a direção horizontal preso por um fio ideal a uma parede vertical conforme a figura Considere que não há atrito entre o bloco e o plano inclinado O módulo da tração no fio vale a TMg b TMgcosθ c TMgsenθ d A tração é nula Resposta c 8 A máquina de Atwood consiste em 2 blocos presos por um mesmo fio ideal que passa por uma roldana ideal sem massa que está presa ao teto Qual a aceleração de cada bloco Sabese que m1m2 a ag b am1m2g c am2m1g d am1m2m1m2g e am1m2m1m2g f am1m2m1g g am1m2m1g Resposta d Sejam 2 blocos de massas MA e MB em contato inicialmente em repouso em uma superfície horizontal Não há atrito entre os blocos e a superfície horizontal Aplicase uma forç a horizontal de módulo F em um dos blocos empurrando o conjunto 91Qual a aceleração do bloco de massa MB a aFMB daMBFMAMAMB b aFMA e aMAFMBMAMB c aFMAMB f aMBFMAMB2 92Qual o módulo da força que bloco MB faz sobre o de massa MA a FBAF c FBAMBFMA e FBAMAFMB b FBAMBFMAMB d FBAMAFMAMB F Resposta c Resposta b 10 Uma pessoa que tem uma massa M está sobre uma balança dentro de um elevador que está subindo Considerando que o elevador ao se aproximar do andar de destino está desacelerando o que podese afirmar sobre o massa Ma indicada na balança a MaM b MaM c MaM Resposta b 11 Um bloco de massa M é mantido em repouso pressionando contra uma parede vertical por uma força de módulo F conforme mostra a figura Os coeficientes de atrito estático e cinético são respectivamente µe e µc O que podese afirmar sobre a força de atrito Resposta a 12 Uma caixa de massa m20 kg está em repouso sobre uma superfície horizontal Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o plano e a caixa valem respectivamente µe04 e µc03 Aplicase uma força horizontal de 100 N sobre a caixa Considerando g10 m s2 a caixa se desloca Se sim com qual aceleração a Não b Sim a2 ms2 c Sim a1 ms2 d Sim a3 ms2 Resposta b Dois veículos com massa M e 2M estão andando na mesma direção com a mesma velocidade Ambos motoristas pisam no freio ao mesmo tempo e em ambos os veículos as rodas começam a deslizar O coeficiente de atrito cinético entre os pneus e o asfalto é o mesmo para os dois veículos 131 Qual irá parar primeiro a O de maior massa b O de menor massa c Ambos param ao mesmo tempo 132 Em qual deles o módulo da força de atrito é maior a O de maior massa b O de menor massa c Ambos estão sujeitos à mesma força de atrito Resposta c Resposta a 14Uma pessoa puxa um corpo sobre uma superfície rugosa e horizontal com velocidade constante aplicando uma força de módulo F O diagrama de forças abaixo mostra as direções das forças que atuam sobre o corpo onde K é a força de atrito A s s i n a l e a s r e l a ç õ e s v e r d a d e i r a s e n t r e o s módulos das forças a FK b NP c FK d NP e NP f FK Resposta ce 15 Considerando o movimento da Lua que orbita a Terra podemos afirmar que a A força que a Lua exerce sobre a Terra tem mesmo módulo do que a que a Terra exerce sobre a Lua b A força que a Lua exerce sobre a Terra é menor do que a que a Terra exerce sobre a Lua c A força que a Lua exerce sobre a Terra é maior do que a que a Terra exerce sobre a Lua Resposta a Considere um satélite de massa m orbitando em torno da Terra a uma certa velocidade e altura h em relação à superfície da Terra Seja RT o raio da Terra e MT sua massa 161 Qual a velocidade da órbita a d g b e h e c f 162 Usando que RT 637x106 m MT6x1024 kg G 667x1011 Nm2kg2 e que h1000 km em quanto tempo aproximadamente o satélite completa uma volta a17 hora c 24 horas e 12 minutos b72 horas d 38 dias f 62 dias Resposta d Resposta a O pêndulo cônico consiste em uma partícula de massa m que gira em movimento circular uniforme suspensa por um fio de comprimento preso a um ponto fixo de forma que o fio descreve a superfície de um cone de ângulo de abertura θ conforme figura abaixo 171 É correto dizer que o módulo da tração no fio será a Tmg cTmgsenθ eTmgsenθ b Tmgcosθ dTmgcosθ fTmgtanθ 172 É correto dizer que a velocidade se relaciona com a tensão no fio pela relação a d g b e c f mv2 T mv2 Tsen mv2 Tsen2 mv2 Tcos2 mv2 Tcos mv2 Ttan mv2 Ttan Resposta d Resposta e Rotor é um brinquedo de parques de diversão em que os voluntários entram em um cilindro oco de raio R que gira rapidamente em torno de um eixo central Em um dado momento quando a pessoa possui velocidade de modulo v o piso é removido e as pessoas ficam suspensas na parede do cilindro sem tocar os pés no chão 181Marque as forças que atuam na pessoa enquanto ela está girando após o piso ser removido indicando a qual das direções marcadas na figura elas correspondem a Força de atrito 1 eForça de atrito 4 b Força de atrito 3 f Força de atrito 5 c Normal 1 gNormal 3 d Normal 4 hNormal 5 182Qual a relação correta entre os módulos das forças abaixo a Fatmv2R cNPmv2R b Nmv2R dNFatmv2R 1 2 3 4 5 2 é a direção da força peso 3 aponta para o centro do cilindro 4 e 5 são tangentes ao cilindro Resposta a g Resposta b 19 Um pêndulo simples consiste em uma partícula de massa m presa a um fio inextensível de comprimento e sem massa que tem uma de suas extremidades presas a um ponto fixo e descreve um movimento sob ação da força peso em um plano vertical Marque todas as alternativas corretas a A partícula descreve uma movimento circular uniforme b A partícula descreve um movimento circular não uniforme com a componente tangencial da aceleração devido à componente da força peso tangente à trajetória c A partícula descreve um movimento circular não uniforme com aceleração devido à componente da tração no fio tangente à trajetória d Na posição 2 temos que em módulo Tmg e Na posição 2 temos que em módulo Tmg f Na posição 2 temos que em módulo Tmg g Na posição 1 temos que a tensão é menor do que em 2 h Na posição 2 temos que a tensão é menor do que em 1 1 2 Resposta b e g 20 No meio de uma discussão Diego e Gabriel começam a se empurrar Eles estão em pé e observase que Gabriel fica parado e consegue empurrar Diego para trás Podese afirmar que a Pela terceira Lei de Newton não é possível que Gabriel consiga empurrar Diego b Gabriel é mais pesado que Diego c A força horizontal exercida por Gabriel sobre o chão é maior do que a que Diego exerce sobre o chão d A força que Gabriel exerce sobre Diego é maior que a que Diego exerce sobre Gabriel Resposta c 21 Assinale todas as alternativas verdadeiras a Um livro se encontra em repouso sobre o solo A força normal para cima é a reação à força peso do livro para baixo b Um objeto está em queda livre sob a ação apenas da força peso Nesse caso não há nenhuma reação à força peso c Apesar de em muitos casos ser uma boa aproximação referenciais localizados na Terra a rigor não são referenciais inerciais devido aos movimentos de rotação da Terra d De acordo com a Terceira Lei de Newton as forças de ação e reação devem ser exercidas sobre corpos distintos Resposta cd