ENEM6

Conceitos sobre as Leis de Newton

Exercícios com características de ENEM

01-(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

02-(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

03-(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.

04-(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.

05-(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.

06-(ITA-SP) Dois dinamômetros A e B, estão ligados como mostra a figura. Sejam F1 e F2 as leituras dos dinamômetros A e B, respectivamente, quando se aplica uma força F na extremidade livre do dinamômetro B. Nestas condições, podemos afirmar que:

a) F=F1 + F2=2F1

b) F=F1 + F2=3F2

c) F=F2=2F1

d) F=F1=F2

e) F=F1=2F2

07-(MACKENZIE-SP)

A figura mostra 5 forças representadas por vetores de origem comum, dirigidas aos vértices de um hexágono regular. Sendo 10N o módulo da força , a intensidade da resultante dessas 5 forças é:

08-(PUC-MG)

No livro de Jonathan Swift "As viagens de Gulliver", o viajante imaginário Lemuel Gulliver passou um tempo de sua vida no reino de Lilliput, onde todas as coisas vivas - homens, árvores, grama - eram semelhantes às de nosso mundo, exceto pelo fato de serem formadas em uma escala muito pequena.

Os lilliputianos, por exemplo, não tinham mais do que 15 cm de altura e eram construídos proporcionalmente como nós.

Gulliver visitou também Brobdgnag, um país de coisas gigantes, cujos habitantes eram exatamente como nós, porém, 12 vezes maiores. Na realidade, Lilliput e Brobdgnag não existem.

Galileu (1564-1642), no seu trabalho "Duas Novas Ciências", mostra, através de diálogos entre uma pessoa de senso comum e um cientista, que modelos muito pequenos ou muito grandes de homens não poderiam ser como nós. Baseados no texto de "Duas Novas Ciências", pode-se concluir que o peso de um habitante de Brobdgnag seria aproximadamente 1728 vezes o nosso, e seus ossos seriam 144 vezes mais resistentes.

Considere, por exemplo, um cubo de lado L apoiado sobre uma superfície horizontal, sem atrito sobre o qual atua uma força F.

Observa-se que, quando a força F é aplicada a este corpo, ele percorre ao final de 10 s uma distância de 80m. Se um cubo idêntico a este, mas de lado L/2, for submetido à mesma força F, ao final dos mesmos 10s ele percorrerá uma distância de:

09-(UNESP-SP)

Num jato que se desloca sobre uma pista horizontal, em movimento retilíneo uniformemente

acelerado, um passageiro decide estimar a aceleração do avião. Para isto, improvisa um pêndulo que, quando suspenso, seu fio fica aproximadamente estável, formando um ângulo θ= 25^o com a vertical e em repouso em relação ao avião.

Considere que o valor da aceleração da gravidade no local vale 10 m/s², e que sen 25^o = 0,42; cos 25^o = 0,90; tan 25^o = 0,47. Das alternativas, qual fornece o módulo aproximado da aceleração do avião e melhor representa a inclinação do pêndulo?

10-(PUC-RS) No estudo das leis do movimento, ao tentar identificar pares de forças de ação-reação, são feitas as seguintes

afirmações:

I. Ação: A Terra atrai a Lua.

Reação: A Lua atrai a Terra.

II. Ação: O pulso do boxeador golpeia o adversário.

Reação: O adversário cai.

III. Ação: O pé chuta a bola.

Reação: A bola adquire velocidade.

IV. Ação: Sentados numa cadeira, empurramos o acento para baixo.

Reação: O acento nos empurra para cima.

O princípio da ação-reação é corretamente aplicado:

a) Somente na afirmativa I.

b) Somente na afirmativa II.

c) Somente nas afirmativas I, II e III.

d) Somente nas afirmativas I e IV.

e) Nas afirmativas I, II, III e IV.

11-(UEL-PR)

“Top Spin” é uma das jogadas do tênis na qual o tenista, usando a raquete, aplica à bola um movimento de rotação (que ocorre em torno do seu próprio eixo) sobreposto ao movimento de translação, conforme esquematizado na figura a seguir

Com base nos conhecimentos de mecânica, e considerando a representação da figura, é correto afirmar que

a) a trajetória do centro de massa da bola pode ser descrita por uma espiral, devido à composição dos movimentos de translação e de rotação.

b) a bola alcançará uma distância maior devido ao seu movimento de rotação.

c) a força que a raquete aplica à bola é a mesma que a bola aplica à raquete, porém em sentido contrário.

d) a energia cinética adquirida no movimento ascendente da bola é transformada em energia potencial no movimento descendente.

e) o torque aplicado à bola pela raquete resulta no seu movimento de translação.

12-(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 ao lado, 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.

13-(CESGRANRIO-RJ)

Tendo sido danificado um trecho da estrada, o motorista de um ônibus foi obrigado a tomar um desvio, conforme indicado na figura.

Ao fazê-lo, o motorista julgou que não seria necessário frear e manteve a velocidade escalar do ônibus. Um passageiro, no entanto, reclamou desta decisão, pois foi “sacudido” de uma extremidade para outra do banco em que estava sentado. Qual das opções abaixo indica corretamente de qual das extremidades do banco (direita ou esquerda) o passageiro foi sucessivamente jogado, ao longo da trajetória (P,Q,R e S) do ônibus?

A - P - Direita Q - Esquerda R - Esquerda S - Direita

B - P - Esquerda Q - Direita R - Direita S - Esquerda

C - P - Direita Q - Direita R - Esquerda S - Esquerda

D - P - Esquerda Q - Direita R - Esquerda S - Direita

E - P - Direita Q - Esquerda R - Direita S - Esquerda

14-(UFPEL-RS)

Analise a afirmativa a seguir:

Em uma colisão entre um carro e uma moto, ambos em movimento e na mesma estrada, mas em sentidos contrários,

observou-se que após a colisão a moto foi jogada a uma distância maior do que a do carro.

Baseado em seus conhecimentos sobre mecânica e na análise da situação descrita acima, bem como no fato de que os corpos não se deformam durante a colisão, é correto afirmar que, durante a mesma,

a) a força de ação é menor do que a força de reação, fazendo com que a aceleração da moto seja maior que a do carro, após a colisão, já que a moto possui menor massa.

b) a força de ação é maior do que a força de reação, fazendo com que a aceleração da moto seja maior que a do carro, após a colisão, já que a moto possui menor massa.

c) as forças de ação e reação apresentam iguais intensidades, fazendo com que a aceleração da moto seja maior que a do carro, após a colisão, já que a moto possui menor massa.

d) a força de ação é menor do que a força de reação, porém a aceleração da moto, após a colisão, depende das velocidades do carro e da moto imediatamente anteriores a colisão.

e) exercerá maior força sobre o outro aquele que tiver maior massa e, portanto, irá adquirir menor aceleração após a colisão.

15-(ACAFE-SC)

A folha de São Paulo de 9/5/2000, apresentou uma reportagem sobre a descoberta de “novos candidatos a planetas distantes do sistema solar” com os dizeres: “Cada candidato foi descoberto na órbita de uma estrela.

Essa detecção é feita de forma indireta, ou seja, os astrônomos não vêem os planetas, mas sim pequenas oscilações que eles causam nas estrelas que orbitam. Assim como um planeta é atraído gravitacionalmente pela estrela, fazendo com que ele se mova ao seu redor, a estrela também é atraída pelo planeta, tendo assim pequenas oscilações. É exatamente o estudo dessa ‘dança’ da estrela que ajuda a ‘ver’ o planeta”

O trecho em negrito é uma aplicação do(a):

a) Princípio de Arquimedes

b) Lei de Newton da ação e reação

c) Princípio da conservação da energia

d) Lei de Faraday

e) Lei da Reflexão da Luz

16- (ITA-SP)

Um balão preenchido com gás tem como hóspede uma mosca.

O balão é conectado a uma balança por meio de um fio inextensível e de massa desprezível, como mostra a figura a seguir.

Considere que o balão se move somente na direção vertical e que a balança fica em equilíbrio quando a mosca não está voando. Sobre a condição de equilíbrio da balança, pode-se concluir que:

a) se a mosca voar somente na direção horizontal, a balança ficará em equilíbrio.

b) o equilíbrio da balança independe da direção de voo da mosca.

c) a balança só ficará em equilíbrio se a mosca permanecer no centro do balão.

d) se a mosca voar somente na direção vertical a balança jamais ficará em equilíbrio.

e) a balança só ficará em equilíbrio se a mosca não estiver voando

17-(UFPEL- RS)

Um pescador possui um barco a vela que é utilizado para passeios turísticos. Em dias sem vento, esse pescador não conseguia realizar seus passeios. Tentando superar tal dificuldade, instalou, na popa do barco, um enorme ventilador voltado para a vela, com o objetivo de produzir vento artificialmente. Na primeira oportunidade em que utilizou seu invento, o pescador percebeu que o barco não se movia como era por ele esperado. O invento não funcionou!

A razão para o não funcionamento desse invento é que

a) a força de ação atua na vela e a de reação, no ventilador.

b) a força de ação atua no ventilador e a de reação, na água.

c) ele viola o princípio da conservação da massa.

d) as forças que estão aplicadas no barco formam um sistema cuja resultante é nula.

e) ele não produziu vento com velocidade suficiente para movimentar o barco.

Resolução Comentada

Conceitos sobre as Leis de Newton

01- A nave encontra-se no espaço (vácuo) isenta de forças gravitacionais --- inicialmente, quando a nave desloca-se de X para Y com velocidade constante (MRU), a resultante de todas as forças que agem sobre ela é nula (consequência do princípio da inércia) --- quando o motor lateral é acionado surge sobre a nave uma força lateral puxando-a para o sul mas, ao mesmo tempo, por inércia ela continua se movendo para o leste efetuando um movimento na direção sudeste --- quando ela chega na posição Z (se movendo na direção sudeste) o motor é desligado e, a resultante das forças que agem sobre a nave se torna nula e, por inércia, ela se move em MRU na direção sudeste ---

R- A

02- Inércia em líquidos --- o líquido do recipiente da esquerda da figura abaixo está em equilíbrio (nível horizontal). Se sobre ele 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 ele 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 em equilíbrio (líquido 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) --- R- B

03- Todo corpo que possui massa possui inércia definida como “Qualquer 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

04- Usa-se cinto de segurança num carro, porque se o mesmo parar rapidamente, como por exemplo, numa batida, você, por

inércia, tende a manter a mesma velocidade que o carro tinha no instante da colisão e seria projetado para a frente o que não acontece, pois o cinto aplica-lhe a força externa --- R- B

05- A afirmativa III está errada, pois 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

06- Um dinamômetro ideal inserido numa corda ideal (inextensível e de massa desprezível), indica a intensidade da força de tração em cada uma das extremidades da mesma (figura abaixo).

Se tivermos dois ou mais dinamômetros ligados conforme a figura abaixo e na extremidade livre do dinamômetro da direita aplicarmos uma força, por exemplo de 20N, cada dinamômetro indicará 20N.

R- D

07- Observe na figura abaixo, que = + e que, = + .

Como a força resultante é a soma vetorial de todas as forças você tem que = + + + + --- = ( + ) +( + ) + --- = + + --- = 3 --- em intensidade --- F=3.10 --- F=30N --- R- E

08- Cálculo da aceleração do cubo de lado L --- ΔS=V_ot + at²/2 --- 80=0 + a.10²/2 --- a=1,6m/s² --- como o novo cubo é idêntico ao anterior, eles possuem a mesma densidade --- d=m/v --- d=m/(L/2)3 --- observe na expressão anterior que, se o volume fica 8 vezes menor, a massa também ficará 8 vezes menor, pois a densidade é constante --- F=ma --- sendo a força F a mesma, se a massa fica 8 vezes menor a aceleração deverá ficar 8 vezes maior --- nova aceleração --- a=8x1,6 --- a=12,8m/s² --- ΔS’=V_ot + at²/2 = 0 + 12,8.10²/2 --- ΔS’=640m --- R- C

09- Se o avião acelera para frente, por inércia, o corpo pendurado no fio tende a ficar parado em relação à pista e, portanto, vai para trás em relação ao avião --- o fio inclina-se para a esquerda --- a aceleração do avião será dada por --- a = g.tan 25^o = 10.0,47 --- a = 4,7 m/s² --- R- A

10- A afirmativa I corresponde ao princípio da ação e reação envolvendo forças de campo (onde não ocorre contato) e a IV também se refere ao princípio de ação e reação envolvendo forças de contato --- R- D

11- a) Falsa --- a trajetória do centro de massa é próximo a uma parábola e não se cruza em ponto algum.

b) Falsa --- o contrário, a bola alcançará uma distância menor, devido ao movimento de rotação ela tenderá a ir para mais baixo --- topspin corresponde ao feito que se consegue batendo na bola de baixo para cima o que faz com que ela, após quicar no solo, ganhe aceleração em direção ao fundo da quadra. Muito usado por jogadores que prefere jogar na linha de base.

c) Correta - Lei da Ação e Reação de Newton.

d) Incorreta - A energia cinética é adquirida no movimento descendente e a energia potencial, no ascendente.

e) Incorreta - Torques propiciam movimentos de rotação.

R- C

12- Como os conjuntos estão em equilíbrio, as forças resultantes sobre o atleta, em qualquer caso são nulas --- observe que na última situação as tensões se anulam, mas suas intensidades são maiores que na primeira e segunda situação --- R- D

13- Quando o ônibus se desloca para uma direção, por inércia, o passageiro é jogado na direção oposta --- P – esquerda, Q – direita, R – direita e S – esquerda.

R- B

14- As forças que constituem o par ação e reação trocadas entre dois corpos tem sempre a mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, independente das massas dos mesmos --- R- C

15- As forças de interação entre a estrela e o planeta constituem par ação e reação cuja ação ocorre a distâncias consideráveis (forças de campo) --- R- B

16- Se a mosca se mover na vertical suas asas aplicarão forças verticais no ar do interior do balão, desequilibrando o sistema --- R- A

17- Observe que o ventilador e a vela estão fixos no mesmo barco (mesmo corpo) e o princípio da ação e reação só é válido quando as forças são trocadas entre corpos diferentes --- R- D