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Exercícios de Física
Exercícios sobre segunda lei de Newton

Exercícios sobre segunda lei de Newton

Faça esta lista de exercícios sobre segunda lei de Newton e avalie seus conhecimentos por meio da resolução das questões. Publicado por: Pâmella Raphaella Melo

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Questão 1

(Afasp) Durante um intervalo de tempo de 4 s, atua uma força constante sobre um corpo de massa 8,0 kg que está inicialmente em movimento retilíneo com velocidade escalar de 9 m/s. Sabendo-se que no fim desse intervalo de tempo a velocidade do corpo tem módulo de 6 m/s, na direção e sentido do movimento original, a força que atuou sobre ele tem intensidade de:

A) 3,0 N no sentido do movimento original.

B) 6,0 N em sentido contrário ao movimento original.

C) 12,0 N no sentido do movimento original.

D) 24,0 N em sentido contrário ao movimento original.

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Resposta

Alternativa B

Primeiramente, vamos calcular a aceleração do corpo por meio da fórmula que a relaciona a velocidade e ao tempo:

$v=v_o±a\cdot t$

Como houve uma desaceleração, a aceleração é negativa:

$6=9-a\cdot4$

$6-9=-a\cdot4$

$-3=-a\cdot4$

$3=a\cdot4$

$a=\frac{3}4$

$a=0,75 m/s^2$

Então, encontraremos a intensidade da força usando a segunda lei de Newton:

$F_R=m\cdot a$

$F_R=8\cdot0,75$

$F_R=6\ N$

A força está no sentido contrário do movimento inicial, já que a velocidade do corpo diminuiu.

Questão 2

(Enem) Para um salto no Grand Canyon usando motos, dois paraquedistas vão utilizar uma moto cada, sendo que uma delas possui massa três vezes maior. Foram construídas duas pistas idênticas até a beira do precipício de forma que no momento do salto as motos deixem a pista horizontalmente e ao mesmo tempo. No instante em que saltam, os paraquedistas abandonam suas motos e elas caem praticamente sem resistência do ar. As motos atingem o solo simultaneamente porque

A) possuem a mesma inércia.

B) estão sujeitas à mesma força resultante.

C) têm a mesma quantidade de movimento inicial.

D) adquirem a mesma aceleração durante a queda.

E) são lançadas com a mesma velocidade horizontal.

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Resposta

Alternativa D

Como foi desconsiderada a resistência do ar, a massa não vai interferir no tempo de queda. Eles saltaram da mesma altura, então a aceleração que atuará sobre eles é a aceleração da gravidade, que é a mesma para todos os corpos em uma mesma altura. Assim, as motos chegarão ao solo simultaneamente, porque adquirem a mesma aceleração durante a queda.

Questão 3

(Fuvest) Um veículo de 5 kg descreve uma trajetória retilínea que obedece à seguinte equação horária: $s=3t^2+2t+1$ , em que s é medido em metros e t, em segundos. O módulo da força resultante sobre o veículo vale:

A) 30 N

B) 5 N

C) 10 N

D) 15 N

E) 20 N

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Resposta

Alternativa A

Essa equação horária é similar a uma das fórmulas do movimento uniformemente variado:

$s=s_o+v_o\cdot t+\frac{at^2}2$

Reorganizando a equação horária, conseguimos identificar os termos correspondentes:

$s=1+2t+3t^2$

Assim:

Portanto, a força resultante pode ser calculada pela fórmula da segunda lei de Newton:

$F_R=m\cdot a$

$F_R=5\cdot6$

$F_R=30\ N$

Questão 4

(UFMG) Um corpo de massa m está sujeito à ação de uma força F que o desloca segundo um eixo vertical em sentido contrário ao da gravidade. Se esse corpo se move com velocidade constante, é porque:

A) a força F é maior do que a da gravidade.

B) a força resultante sobre o corpo é nula.

C) a força F é menor do que a gravidade.

D) a diferença entre os módulos das duas forças é diferente de zero.

E) a afirmação da questão está errada, pois qualquer que seja F o corpo estará acelerado porque sempre existe a aceleração da gravidade.

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Resposta

Alternativa B

Como o corpo se move a uma velocidade constante, isso significa que sua aceleração é nula, então a sua força resultante também será nula.

Questão 5

Um objeto de 500 gramas está sobre uma superfície horizontal, sujeito à ação da força peso. Determine o módulo da força peso sobre esse objeto, sabendo que a aceleração da gravidade é de aproximadamente $9,8\ m/s^2$ .

A) 4900 N

B) 2450 N

C) 245 N

D) 490 N

E) 4,9 N

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Resposta

Alternativa E

Inicialmente, converteremos a massa de gramas em quilogramas:

$500\ g=0,5\ kg$

Por fim, vamos calcular o módulo da força peso por meio da sua fórmula:

$P=m\cdot g$

$P=0,5\cdot9,8$

$P=4,9\ N$

Questão 6

Qual a aceleração adquirida por um carro de 900 kg que é empurrado por duas pessoas que fazem uma força resultante de 13 500 N?

A) $14\ m/s^2$

B) $20\ m/s^2$

C) $15\ m/s^2$

D) $12\ m/s^2$

E) $17\ m/s^2$

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Resposta

Alternativa C

Calcularemos a aceleração do carro usando a fórmula da segunda lei de Newton:

$F_R=m\cdot a$

$13500=900\cdot a$

$a=\frac{13500}{900}$

$a=15\ m/s^2$

Questão 7

Qual a massa de um bloco puxado por um carro com força de 1500 N que adquire aceleração de $10\ m/s^2$ ?

A) 1500 kg

B) 15 kg

C) 1,5 kg

D) 150 kg

E) 0,15 kg

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Resposta

Alternativa D

Descobriremos a massa do bloco por meio da fórmula da segunda lei de Newton:

$F_R=m\cdot a$

$1500=m\cdot10$

$m=\frac{1500}{10}$

$m=150\ kg$

Questão 8

Duas pessoas empurram uma caixa da forma que vemos na imagem a seguir. Sabendo que a força que a primeira pessoa faz é $\vec{F}_1$ e a força que a segunda pessoa faz é $\vec{F}_2$ , cujos valores são $\vec{F}_1$ =30 N e $\vec{F}_2$ =40 N, encontre o módulo da força resultante que move a caixa.

Representação das forças aplicadas por duas pessoas em uma caixa amarela.

A) 50 N

B) 40 N

C) 30 N

D) 20 N

E) 10 N

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Resposta

Alternativa A

Podemos perceber que as forças na caixa são perpendiculares, portanto para calcular a força resultante usaremos o teorema de Pitágoras:

$\vec{F_R}^2=\vec{F_1}^2+\vec{F_2}^2$

$\vec{F_R}^2=30^2+40^2$

$\vec{F_R}^2=900+1600$

$\vec{F_R}^2=2500$

$\vec{F_R}=\sqrt{2500}$

$\vec{F_R}=50\ N$

Questão 9

Uma família está fazendo sua mudança e precisou mover uma caixa de massa 40 kg para dentro do caminhão. Ela foi movida por seus dois filhos simultaneamente, sendo que o primeiro aplicou uma força de 60 N e o segundo aplicou uma força de 20 N. Assim, encontre o valor da força resultante e a aceleração da caixa.

A) $1\ m/s^2$

B) $2\ m/s^2$

C) $3\ m/s^2$

D) $4\ m/s^2$

E) $5\ m/s^2$

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Resposta

Alternativa B

Como os irmãos movem a caixa simultaneamente no mesmo sentido, a força resultante é a soma de suas forças:

$\vec{F_R}=\vec{F_1}+\vec{F_2}$

$\vec{F_R}=60+20$

$\vec{F_R}=80\ N$

Para encontrarmos a aceleração dessa caixa, basta usarmos a fórmula da segunda lei de Newton:

$\vec{F_R}=m\cdot \vec{a}$

$80=40\cdot \vec{a}$

$\vec{a}=\frac{80}{40}$

$\vec{a}=2\ m/s^2$

Questão 10

Algumas crianças brincam de cabo de guerra. Do lado esquerdo, há três crianças fazendo as forças $\vec{F_1}=10\ N$ , $\vec{F_2}=15\ N$ e $\vec{F_3}=30\ N$ . Já do lado direito há outras três crianças, que fazem as forças $\vec{F_4}=40\ N$ , $\vec{F_5}=15\ N$ e $\vec{F_6}=5\ N$ . Determine o módulo da força resultante na corda e qual dos lados ganhará a brincadeira.

A) $-5\ N$ , lado direito.

B) $-5\ N$ , lado esquerdo.

C) 5 N, lado direito.

D) 0 N, nenhum lado.

E) 5 N, lado esquerdo.

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Resposta

Alternativa E

Como as crianças fazem força em sentidos opostos, para encontrarmos a força resultante é necessário subtrair as forças do lado esquerdo com as forças do lado direito:

$\vec{F_R}=\vec{F_1}+\vec{F_2}+\vec{F_3}-(\vec{F_4}+\vec{F_5}+\vec{F_6})$

$\vec{F_R}=10+15+30-(40+15+5)$

$\vec{F_R}=55-(60)$

$\vec{F_R}=55-60$

$\vec{F_R}=-5\ N$

O módulo da força resultante é sempre positivo, portanto esse sinal negativo indica que o lado ganhador é o lado direito, que fez mais força que o lado esquerdo.

Questão 11

Uma força F é aplicada sobre dois blocos, de massa $m_1=10\ kg$ e $m_2=5\ kg$ , que adquirem uma aceleração de $4\ m/s^2$ , conforme podemos verificar na imagem a seguir. Em vista disso, encontre o valor da força F.