Introdução à Dinâmica

Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia)

Dinâmica é a parte da Mecânica que estuda as relações entre os movimentos dos corpos e as causas que os produzem ou os modificam.

Princípio corresponde a uma lei física teórica que nos levam a uma série de conseqüência que podem ser comprovadas na prática (experimentalmente).

Sua estrutura, da Dinâmica, corresponde a uma série de princípios estabelecidos por Isaac Newton e que foram baseados principalmente nos estudos realizados por Galileu e Kepler e que foram denominados Princípios da Dinâmica ou Leis de Newton do Movimento.

Estes princípios elaborados por Newton são três e são válidos apenas para sistemas inerciais (não possuem aceleração).

 

Conceitos e Definições

Partícula ou ponto material e corpo extenso   Se as dimensões (tamanho) de um móvel são desprezíveis em comparação com as dimensões dos outros corpos que participam do fenômeno em estudo, dizemos que se trata uma partícula ou ponto material. Se essas dimensões do corpo não podem ser desprezadas, ele é chamado de corpo extenso.

Assim, um mesmo corpo pode ser um ponto material ou corpo extenso, dependendo da situação.

 Se uma jamanta, por exemplo, de 50m de comprimento estiver em uma rodovia indo de São Paulo ao Rio de Janeiro, as suas dimensões não têm a menor importância no estudo do seu movimento, trata-se de um ponto material (figura 2).

No entanto, se a mesma jamanta estiver percorrendo um quarteirão de 100m, suas dimensões não podem ser desprezadas e neste caso trata-se de um corpo extenso (figura1).

 

Força

Força    grandeza física vetorial (com intensidade, direção e sentido)l que surge devido a ações mútuas entre corpos que estão interagindo.

Pode:

provocar num corpo, deformação.

acelerar ou retardar um corpo, ou seja, modificar seu estado de movimento ou de repouso.


manter um corpo em equilíbrio, ou seja, anular a ação de outra(s) força(s).

Todas as forças que agem sobre os corpos das figuras abaixo se anulam e eles estão em repouso (equilíbrio estático).

   Todas as forças que agem sobre o pássaro da figura abaixo, que se move em trajetória retilínea e com velocidade vetorial constante (MRU), se anulam e ele se encontra em equilíbrio dinâmico.

No SI (sistema internacional de unidades) a unidade de força é o Newton, de símbolo (N).

Existem outras unidades como o quilograma-força (kgf) e 1kgf = 9,8N.

 

Tipos de Forças


Forças de contato  os corpos que estão interagindo estão em contato.

Forças de campo  ação à distância (quando os corpos que interagem entre si não estão em contato). São de três tipos: força gravitacional, força elétrica e força magnética.



 


Alguns casos particulares em que a força resultante é nula

 

Observação  Se um sistema de forças tiver força resultante nula, a força que anula a resultante (força equilibrante), deve ter mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário à força resultante.

Exemplo: Três forças são aplicadas a uma partícula de maneira que a força resultante é nula.

Duas delas são perpendiculares entre si e suas intensidades são F1 = 60N e F2 = 80N.

Calcule a intensidade da terceira força (força equilibrante Fe).

 

Dinamômetro


Instrumento que mede a intensidade de uma força.  Uma força transmitida a uma mola (corpo elástico) produz na mesma uma deformação que é registrada pelo ponteiro numa escala graduada em Newton. O zero desta escala corresponde à posição do ponteiro antes da aplicação da força, com a mola em sua posição natural (sem deformação).

Observação: Um dinamômetro ideal inserido numa corda ideal (inextensível e de massa desprezível), indica a intensidade da força de tração numa das extremidades da mesma (figura abaixo), se eles (dinamômetro + corda) estiverem em repouso ou em MRU).

 Assim, se na figura acima tirássemos os dinamômetros ideais, a intensidade da força de tração em

 cada ponto da corda e em suas extremidades continuaria sendo a mesma, no caso 20N, desde que a corda estivesse em repouso ou MRU.

 

Princípio da Inércia (Primeira Lei de Newton)


“Todo corpo que esteja em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (movendo-se em trajetória reta com velocidade  vetorial constante), tende a continuar nestes estados se a força resultante que age sobre ele for nula”.

             

 

Exemplos clássicos


Corpo se movendo em trajetória reta:


a) com velocidade vetorial constante (força resultante nula).


O móvel, enquanto a força resultante sobre ele for nula, continuará se movendo em linha reta sempre com a mesma velocidade vetorial (com intensidade, direção e sentido, constantes)

Um indivíduo no interior do móvel sentirá como se o veículo estivesse parado e, se ele atirar seu chaveiro verticalmente para cima, este cairá exatamente em suas mãos.

A esfera sobre o apoio na primeira figura, não se moverá.


b) e acelerando sob ação de uma força resultante diferente de zero, a favor do movimento deslocando o veículo para a direita. Considere o veículo inicialmente parado.

Por inércia, um indivíduo em pé em seu interior tenderá a manter seu estado de repouso enquanto o veículo acelera.

Ele se sentirá projetado para trás, pois seus pés acompanham o movimento do veículo. Pelo mesmo motivo a esfera sobre o apoio fixo se moverá para a esquerda.

Para não cair, o indivíduo em pé deve segurar em alguma parte do veículo que lhe aplicará uma força externa que o acelera junto com o veículo. No caso do motorista ou dos passageiros sentados esta força externa é aplicada pela poltrona.

Se o passageiro sentado jogar um chaveiro verticalmente para cima, este cairá atrás dele.


c) e freando sob a ação de uma força resultante diferente de zero, contra o movimento, tendendo a parar o veículo que se desloca para a direita.

Por inércia, um indivíduo em pé em seu interior tenderá a manter seu estado de movimento enquanto o veículo desacelera.

Ele se sentirá projetado para a frente, pois seus pés acompanham o movimento do veículo.

Pelo mesmo motivo a esfera sobre o apoio fixo se deslocará para a direita.

Para não cair, o indivíduo em pé deve segurar em alguma parte do veículo que lhe aplicará uma força externa que o desacelera junto com o veículo. Os passageiros e o motorista devem utilizar o cinto de segurança.







Um corpo em movimento circular como, por exemplo, uma pedra presa a um fio, tem, em cada ponto, o vetor velocidade sempre tangente à trajetória.

Se você cortar o fio, a pedra, por inércia, tenderá a manter a direção e o sentido do vetor velocidade e sairá pela tangente.



Quando um veículo efetua uma curva, um indivíduo em seu interior, por inércia, tende a seguir em linha reta (tende a sair pela tangente, na direção e sentido do vetor velocidade que é sempre tangente à trajetória em cada ponto).

Se o carro da figura acima fizesse uma curva para a esquerda a pessoa se sentiria jogada para a direita.

 


Se você colocar um pedaço de cartolina sobre um copo e uma moeda sobre o pedaço de cartolina e

puxar rapidamente o pedaço de cartolina, a moeda, por inércia, cairá dentro do copo.


 

Numa viagem espacial (no vácuo e num local isento da ação de forças gravitacionais), quando a velocidade desejada V foi atingida, os sistemas propulsores são desligados e o veículo espacial, por

inércia, segue com os motores desligados, em MRU, com velocidade



O líquido do recipiente da esquerda da figura abaixo está em equilíbrio (nível horizontal). Se sobre ele (recipiente) surgir uma força resultante para a direita, acelerando-o, por inércia, o nível do

líquido adquirirá o formato da figura da direita.


Por outro lado, se o (recipiente + líquido) estiverem se movendo com velocidade constante para a direita e sobre eles surgir uma força resultante para a esquerda freando-o. o líquido, por inércia,

adquirirá o formato da figura da direita.


O sistema de vasos comunicantes da figura da esquerda abaixo está (líquido em equilíbrio no nível horizontal).

Se o sistema for acelerado para a direita por uma força resultante, por inércia, o líquido adquirirá o formato da figura da direita (observe-o atentamente).


As máquinas de lavar, que secam roupas por centrifugação possuem em seu interior um cilindro metálico cheio de furos.

Quando o motor da máquina faz o cilindro girar em alta rotação, a água que está na roupa, por inércia, sai pela tangente através dos furos.



Quando você está descendo num carrinho, por exemplo, num parque de diversões, baseado no princípio da inércia, você sente um “frio” na barriga porque alguns órgãos internos do seu

abdome estão soltos e ao descer eles tendem a manter-se em repouso, comprimindo a parte superior do abdome.

 

O que você deve saber, informações e dicas sobre o Princípio da Inércia


A inércia de um corpo depende de sua massa, pois para acelerar ou frear um ônibus devemos aplicar uma força maior que aquela que usamos para acelerar ou frear um carro.

Assim, quanto maior a massa de um corpo, maior será sua inércia.


O equilíbrio (estático ou dinâmico) é um conceito relativo, pois depende do referencial adotado. Assim, o motorista de um ônibus em MRU está em equilíbrio em relação ao ônibus, mas não está em equilíbrio em relação à Terra ou qualquer outro planeta, porque em relação à ela eles o motorista possui aceleração.


Uma partícula está mecanicamente isolada quando a força resultante que age sobre ela for nula, o que acontece em dois casos:

1o Quando as forças aplicadas sobre ela se anulam.

2o Quando não existe qualquer força aplicada

 

Referencial inercial É o referencial para o qual a lei da inércia é válida, ou seja, se um corpo que tiver força resultante nula permanecer em repouso ou em MRU em relação a esse referencial, ele será um referencial inercial.


Inércia não é força.

 


Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre Princípio da Inércia ou Primeira lei de Newton


 

01-(UFRJ-RJ) Um trem está se deslocando para a direita sobre trilhos retilíneos e horizontais, com movimento uniformemente variado em relação à Terra.

Uma esfera metálica, que está apoiada no piso horizontal de um dos vagões, é mantida em repouso em relação ao vagão por uma mola colocada entre ela e a parede frontal, como ilustra a figura. A mola encontra-se comprimida.

Suponha desprezível o atrito entre e esfera e o piso do vagão.

Verifique se o trem está se deslocando em relação à Terra com movimento uniformemente acelerado ou retardado, justificando sua resposta.

 

02-(UNESP-SP) Enuncie a lei física à qual o herói da "tirinha" a seguir se refere.

 

03-(UFMG-MG) Uma nave espacial se movimenta numa região do espaço onde as forças gravitacionais são desprezíveis. A nave desloca-se de X para Y com velocidade constante e em linha reta. No ponto Y, um motor lateral da nave é acionado e exerce sobre ela uma força constante, perpendicular à sua trajetória inicial. Depois de um certo intervalo de tempo, ao ser atingida a posição Z, o motor é desligado.

O diagrama que melhor representa a trajetória da nave, APÓS o motor ser desligado em Z, é

 

04-(UERJ-RJ) A figura abaixo representa uma escuna atracada ao cais.

Deixa-se cair uma bola de chumbo do alto do mastro - ponto O. Nesse caso, ele cairá ao pé do mastro - ponto Q. Quando a escuna estiver se afastando do cais, com velocidade constante, se a mesma bola for abandonada do mesmo ponto O, ela cairá no seguinte ponto da figura:

 

05-(PUC-RJ) Considere as seguintes afirmações a respeito de um passageiro de um ônibus que segura um balão através de um barbante:

I) Quando o ônibus freia, o balão se desloca para trás.

II) Quando o ônibus acelera para frente, o balão se desloca para trás.

III) Quando o ônibus acelera para frente, o barbante permanece na vertical.

IV) Quando o ônibus freia, o barbante permanece na vertical.

Assinale a opção que indica a(s) afirmativa(s) correta(s).

a) III e IV         

b) I e II         

c) Somente I         

d) Somente II         

e) Nenhuma das afirmações é verdadeira.

 

06- (UEL-PR) Um observador vê um pêndulo preso ao teto de um vagão e deslocado da vertical como mostra a figura a seguir.

Sabendo que o vagão se desloca em trajetória retilínea, ele pode estar se movendo de

a) A para B, com velocidade constante.

b) B para A, com velocidade constante.

c) A para B, com sua velocidade diminuindo.

d) B para A, com sua velocidade aumentando.

e) B para A, com sua velocidade diminuindo.

 

07-(UNIFESP-SP) Às vezes, as pessoas que estão num elevador em movimento sentem uma sensação de desconforto, em geral na região do estômago. Isso se deve à inércia dos nossos órgãos internos localizados nessa região, e pode ocorrer

a) quando o elevador sobe ou desce em movimento uniforme.

b) apenas quando o elevador sobe em movimento uniforme.

c) apenas quando o elevador desce em movimento uniforme.

d) quando o elevador sobe ou desce em movimento variado.

e) apenas quando o elevador sobe em movimento variado.

 

08-(UFSCAR-SP) Leia a tirinha a seguir na figura 1.

Imagine que Calvin e sua cama estivessem a céu aberto, em repouso sobre um ponto P do equador terrestre, no momento em que a gravidade foi "desligada" por falta de pagamento da conta, ver figura 2.

Tendo em vista que o ponto P' corresponde ao ponto P horas mais tarde, e supondo que nenhuma outra força atuasse sobre o garoto após "desligada" a gravidade, o desenho que melhor representa a posição de Calvin (ponto C) no instante considerado é

 

 

09-(UNESP-SP) Certos automóveis possuem um recurso destinado a manter a velocidade do veículo constante durante a viagem. Suponha que, em uma parte de uma estrada sem curvas, o veículo passe por um longo trecho em subida seguido de uma longa descida, sempre com velocidade constante. Desprezando o efeito de atrito com o ar e supondo que o controle da velocidade é atribuído exclusivamente ao motor, considere as afirmações:

I. Durante o percurso, a resultante das forças aplicadas sobre o automóvel é constante e não nula.

II. Durante o percurso, a resultante das forças aplicadas sobre o automóvel é nula.

III. A força tangencial aplicada pela pista às rodas tem mesmo sentido da velocidade na descida e contrário na subida.

Estão corretas as afirmações:

 

10- (UFSCAR-SP) Em repouso, o sistema de vasos comunicantes apresentado está em equilíbrio, de acordo com a figura 1.

Quando o sistema é submetido a um movimento uniformemente variado devido à ação de uma força horizontal voltada para direita, o líquido deverá permanecer em uma posição tal qual o esquematizado em

 

11-(UFSM) Duas pessoas jogam "Cabo de Guerra" onde cada uma puxa a extremidade de uma mesma corda.

O jogo está empatado, pois cada jogador aplica, na extremidade da corda, em sentidos opostos, forças de 80 kgf. A tensão que a corda está suportando equivale a, em kgf,

a) 0

b) 40

c) 80

d) 160

e) 6400

 

12-(UFB) Determine a intensidade da força resultante necessária para manter um trem (três vagões e uma locomotiva, cada um com massa de 5t) em movimento com velocidade constante de 5m/s.

 

 

13-(UFSC) Uma força de 8N e outra de 5N atuam num corpo, que é mantido em repouso por uma terceira força. Um valor que a intensidade dessa força não poderá ter é:

 

14-(UFB) O movimento do caminhão da figura é retilíneo e uniforme e os dois carros exercem sobre ele forças de intensidades F1=F2=5000N.

 Fat é a intensidade da força de atrito. Pede-se:

a) O caminhão está em equilíbrio? Em caso afirmativo, qual o tipo? 

b) Qual é a intensidade da força de atrito (Fat)?

c)Qual é a intensidade da força resultante?

 

15-(PUC-SP) Três forças são aplicadas a uma partícula de modo que a resultante é nula. Duas delas são perpendiculares entre si e suas intensidades são 90N e 120N, respectivamente.

a) Calcule a intensidade da 3a força.

O corpo está em equilíbrio? Em caso positivo, qual?

a) Pitágoras  ---  F2=(90)2 + (120)2  ---  F=150N  ---  A força equilibrante deve ser de150N.

b) Sim. Pode ser estático se a partícula estiver em repouso ou dinâmico se a partícula estiver em movimento retilíneo e uniforme.

 

16-(FCC-SP) Nas figuras seguintes representam-se esferas, que estão sobre mesas horizontais, sujeitas a forças horizontais. O atrito entre as mesas e as esferas é desprezível. F é a intensidade de uma força unitária.

Qual das esferas tem velocidade escalar constante?

 

17-(UFB) Um elefante é um ponto material (partícula) ou um corpo extenso


18-(UFMS) É comum, em filmes de ficção científica, que as naves espaciais, mesmo quando longe de qualquer planeta ou estrela, permaneçam com os motores ligados durante todo o tempo de percurso da viagem. Esse fato:

01- Se justifica, porque, se os motores forem desligados, a velocidade da nave diminuirá com o tempo até parar.

02- Se justifica, pois, para que qualquer objeto se mova, é necessária a ação de uma força sobre ele.

04-Se justifica, porque, se os motores forem desligados, a nave será desviada, de forma gradativa, de sua rota.

08- Não se justifica, pois, uma vez atingida a velocidade de cruzeiro, a nave seguirá até o destino com velocidade constante.

16- Não se justifica, pois, uma vez colocada no seu rumo, a nave seguirá até seu destino sem desviar-se da rota.

Dê como resposta a soma dos números das afirmações corretas.

 

19-(UNIFOR-CE)  O que aconteceria se de repente a Terra parasse de girar ao redor do seu eixo? Ao parar a Terra inesperadamente, as casas, as pessoas, as árvores, os animais e tudo o que não esteja

ligado firmemente à Terra sairá a voar pela tangente com a velocidade de um projétil. A seguir, tudo cairá novamente sobre a superfície na forma de milhares de pedaços. A origem dessa tragédia, que esperamos nunca acontecer, tem uma explicação simples e está

a) no efeito relativístico do movimento de rotação da terra.

b) no princípio de que todo corpo que possui massa sofre os efeitos do princípio da inércia.

c) nas leis da termodinâmica, devido a uma redução de pressão na superfície da terra, resultado da ausência instantânea do movimento.

d) no fato de que a terra, no momento da parada, passaria repelir os corpos devido à ação gravitacional.

e) no princípio da conservação da energia mecânica, pois a resistência do ar deixaria de atuar e a normal sobre cada corpo seria igual a zero.

 

20-(UNIRG) As pessoas costumam dizer que, quando um carro freia, uma “força de inércia” atua sobre elas,

jogando-as para frente. Essa afirmação está errada, pois essa tendência de continuar em movimento, que a pessoa sente, não é proveniente de uma força, mas sim

a) da inércia, que é uma propriedade física da matéria.

b) da energia potencial gravitacional, que se mantém constante.

c) do par ação e reação, que surge entre o banco do carro e a pessoa.

d) do atrito, que tende a frear o carro, mas não a pessoa.

 

21-(UESPI) Na prova de lançamento de martelo nas Olimpíadas, o atleta coloca o martelo a girar e o solta quando atinge a maior velocidade que ele lhe consegue imprimir. Para modelar este fenômeno, suponha que o martelo execute uma trajetória circular num plano horizontal. A figura abaixo representa esquematicamente esta trajetória enquanto o atleta o acelera, e o ponto A é aquele no qual o martelo é solto.

Assinale a opção que representa corretamente a trajetória do martelo, vista de cima, após ser solto.


22-(UFAC-AC) A figura abaixo mostra imagens de um teste de colisão. A foto A revela o momento exato da colisão do carro com o muro. Nesse instante, a velocidade do carro era 56 km/h. As fotos B, C e D são imagens sequenciais da colisão. O motorista, que usa cinto de segurança, fica espremido entre seu banco e o volante. A criança, que estava sentada no banco da frente, ao lado do motorista, bate no pára-brisa e é arremessada para fora do carro.

Com relação ao que foi dito acima e, baseando-se nos conhecimentos de Física, pode-se afirmar que:

a) Não é necessário que os passageiros, sentados na parte traseira do carro, usem cinto de segurança.

b) Em razão da inércia, os passageiros são lançados para frente, conforme se observa nas fotos B, C e D.

c) O cinto de segurança contribui para reduzir a aceleração do carro.

d) O atrito entre o banco e os passageiros é suficiente para impedir que esses sejam arremessados para frente.

e) Os riscos, para os passageiros, seriam maiores se todos estivessem usando cinto de segurança.

 

23-(FATEC-SP)  Ao estudar o movimento dos corpos, Galileu Galilei considerou que um corpo com velocidade constante

 permaneceria nessa situação caso não atuasse sobre ele qualquer força ou se a somatória das forças, a força resultante, fosse igual a zero.

Comparando esse estudo de Galileu com o estudo realizado por Isaac Newton, Lei da Inércia, pode-se afirmar que, para Newton

I - um corpo com velocidade constante (intensidade, direção e sentido) possui força resultante igual a zero;

II - um corpo em repouso, com velocidade constante e igual a zero, possui força resultante igual a zero;

III - Galileu considerou a velocidade constante (intensidade, direção e sentido) no movimento circular.

Está correto o que se afirma em:

a) I, apenas.                  b) I e II, apenas.                   c) I e III, apenas.                    d) II e III, apenas.                    e) I, II e III.

 

24-(UERJ-RJ) Um avião sobrevoa, com velocidade constante, uma área devastada, no sentido sul-norte, em relação a um determinado observador.

A figura a seguir ilustra como esse observador, em repouso, no solo, vê o avião.

Quatro pequenas caixas idênticas de remédios são largadas de um compartimento da base do avião, uma a uma, a pequenos intervalos regulares. Nessas circunstâncias, os efeitos do ar praticamente não interferem no movimento das caixas.

O observador tira uma fotografia, logo após o início da queda da quarta caixa e antes de a primeira atingir o solo.

A ilustração mais adequada dessa fotografia é apresentada em:

 

25-(Uerj-RJ)  No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro.

   

O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra:

 

26-(UFRN-RN) Considere um grande navio, tipo transatlântico, movendo-se em linha reta e com

velocidade constante (velocidade de cruzeiro). Em seu interior, existe um salão de jogos climatizado e nele uma mesa de pingue-pongue orientada paralelamente ao comprimento do navio. Dois jovens resolvem jogar pingue-pongue, mas discordam sobre quem deve ficar de frente ou de costas para o sentido do deslocamento do navio. Segundo um deles, tal escolha influenciaria no resultado do jogo, pois o movimento do navio afetaria o movimento relativo da bolinha de pingue-pongue.

Nesse contexto, de acordo com as Leis da Física, pode-se afirmar que

A) a discussão não é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial não inercial, não afetando o movimento da bola.

B) a discussão é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial não inercial, não afetando o movimento da bola.

C) a discussão é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial inercial, afetando o movimento da bola.

D) a discussão não é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial inercial, não afetando o movimento da bola.

 

27--(UFF-RJ)

 

Dois corpos, um de massa m e outro de massa 5m estão conectados entre si por um fio e o conjunto encontra-se originalmente em repouso, suspenso por uma linha presa a uma haste, como mostra a figura. A linha que prende o conjunto à haste é queimada e o conjunto cai em queda livre.

Desprezando os efeitos da resistência do ar, indique a figura que representa corretamente as força f1 e f2, que o fio faz sobre os corpos  de massa m e 5m, respectivamente, durante a queda.

 

 

28-(UFRN-RN)

Em seu livro “Diálogos  sobre os dois Principais Sistemas do Mundo”, Galileu, através de seu

personagem Salviati,  refuta  um dos principais  argumentos aristotélicos sobre o movimento da Terra, defendido pelo personagem Simplício, que diz: “Se de fato a Terra tivesse um movimento diurno de rotação, uma torre do alto da qual se deixasse cair uma pedra, sendo transportada pela Terra em sua rotação, já  se teria deslocado de muitas centenas de jardas para leste durante o tempo de queda da pedra, e a pedra deveria atingir o solo a essa distância da base da torre”.

Seguindo  o argumento de  Simplício,  poder-se-ia concluir que a Terra não gira, pois a pedra sempre cai atingindo o ponto verticalmente abaixo de onde foi solta. Entretanto, a argumentação de Simplício está equivocada, pois  sabe-se que a Terra tem movimento de rotação, isto é, ela gira, e que a pedra cai no ponto abaixo do qual foi solta porque

A) sua velocidade de queda depende da velocidade linear da Terra.

B) sua velocidade angular é igual  à velocidade angular da Terra.

C) sua aceleração angular é igual  à aceleração da gravidade.

D) sua aceleração linear  depende da aceleração linear da Terra.

 

 

Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre Princípio da Inércia ou Primeira lei de Newton

 

 

01- Como a mola está sendo comprimida, a esfera está se deslocando para a direita. Assim, o movimento só pode ser uniformemente  retardado (o vagão está indo para a direita e freando).

02- Lei da Inércia          03- A          04- B           05- D          06- E          07- D

08- Como a Terra não o está mais atraindo, ele sai pela tangente no seu sentido de rotação (anti-horário). R-C                        09- A                    10- B

11- C           12- FR = 0            13- C         

14-  a) Sim, equilíbrio dinâmico, pois está em MRU.

b) Aplicando Pitágoras  ---  F2 =(5000)2 + (5000)2 .

F=5.000Ö2  ---  F@7.000N, horizontal e para a direita  ---  Como a força resultante deve ser nula  ---  Fat=7.000N, horizontal e para a esquerda. 

c) FR=0

15-  a) Pitágoras  ---  F2=(90)2 + (120)2  ---  F=150N  ---  A força equilibrante deve ser de 150N.

b) Sim. Pode ser estático se a partícula estiver em repouso ou dinâmico se a partícula estiver em movimento retilíneo e uniforme.

16- E

17- Pode ser um corpo extenso em relação a um beija-flor e ao mesmo tempo ser uma partícula em relação à Terra.

18-  01- Errada. Como a nave está longe de qualquer planeta ou estrela e no vácuo, a força resultante sobre ela é nula e ela seguirá em MRU, com velocidade constante.

02- Errada. Vide explicação acima.

04- Errada, ela seguirá em MRU

08- Correta, se a viagem de cruzeiro da nave for sempre longe de qualquer planeta ou estrela.

16- Correta. Vide explicação anterior.

Soma: (08 + 16) = 24

19- Todo corpo que possui massa possui inércia definida como “Todo corpo que esteja em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (movendo-se em trajetória reta com velocidade  vetorial constante), tende a continuar nestes estados se a força resultante que age sobre ele for nula”  ---  R- B

 

20- R- A  ---  veja teoria

21- O vetor velocidade é tangente à trajetória em cada ponto e tem o sentido do movimento  ---  quando o martelo é solto ele obedece ao vetor velocidade e sai pela tangente, por inércia  ---  R- E

22- R- B  ---  veja teoria

23- Em todo movimento circular a velocidade vetorial é variável  ---  mesmo que a intensidade seja constante, a direção e o sentido

 do vetor velocidade  variam, pois ele é sempre tangente à trajetória em cada ponto  ---  R- B

 24- Por inércia as caixas continuarão a acompanhar o avião (ficarão embaixo dele), pois os efeitos do ar são desprezados e, quando abandonadas as caixas tem a mesma velocidade que a o avião.

R- A (mas, na realidade, o espaço vertical entre as caixas não é o mesmo, pois durante a queda elas aceleram devido à aceleração da gravidade g)

 25- Por inércia, quando o copo é abandonado, ele continua com a mesma velocidade horizontal em relação à Terra, ganhando apenas velocidade vertical devido à gravidade. Assim, o copo está em repouso em relação ao piso do avião, portanto ele cai próximo ao ponto R, como se o avião estivesse em repouso em relação ao solo. 

R- C

26- Como o transatlântico se move em linha reta com velocidade constante ele está em equilíbrio dinâmico e comporta-se como se estivesse em repouso (equilíbrio estático) , não afetando o movimento da bola  ---  R- D  

 

27-

Como a resistência do ar é desprezada e ambos partem do repouso, independente de suas massas eles caem com a mesma aceleração que é a da gravidade  ---  assim, em todos os instantes eles possuem a mesma velocidade e o fio não é esticado e nem relaxado, ou seja, não é tracionado  ---  R- E

 

28-

 A pedra acompanha a Terra em seu movimento de rotação, ou seja, ambos possuem a mesma velocidade angular (“varrem” o mesmo ângulo no mesmo tempo”  ---  R- B