Aplicações das leis de Newton com atrito
Exercícios com características de ENEM
01-(FUVEST-SP)
O gráfico a seguir descreve o deslocamento vertical y, para baixo, de um surfista aéreo de massa igual a 75 kg, em função do tempo t.
A origem y = 0, em t = 0, é tomada na altura do salto. Nesse movimento, a força R de resistência do ar é proporcional ao quadrado da velocidade v do surfista (R = kv2), onde k é uma constante que depende principalmente da densidade do ar e da geometria do surfista).
A velocidade inicial do surfista é nula; cresce com o tempo, por aproximadamente 10 s, e tende para uma velocidade constante denominada velocidade limite (VL).
Os valores da velocidade limite VL e da constante k são, no SI, respectivamente:
a) 50 m/s e 0,3 N.s2/m2
b) 60 m/s e 3 N.s2/m2
c) 5 m/s e 0,6 N.s2/m2
d) 40 m/s e 0,5 N.s2/m2
e) 50 m/s e 0,6 N.s2/m2
02-(UEG-GO)
Entre os poucos animais que desenvolveram o “pára-quedismo” está o sapo voador de Bornéu – Rhacophorus dulitensis, apresentado na figura a seguir.
Na ilustração, 
Considerando que esse animal tenha se atirado do alto de uma árvore em direção ao solo, o seu pára-quedas será utilizado e, durante sua queda,
a) as suas membranas interdigitais nas patas favorecem o aumento da força de resistência do ar, haja vista que elas aumentam a área de contato com o ar.
b) a resultante das forças que atuam sobre ele tenderá a se tornar nula, levando-o, necessariamente, ao repouso no ar.
c) a sua velocidade tenderá a um valor limite, chamada de velocidade terminal, independentemente da resistência do ar.
d) a sua aceleração será nula em todo o percurso, independentemente da resistência do ar.
e) durante sua queda, a força de resistência do ar (vertical e para cima) vai aumentando até superar a força peso (vertical e para baixo), após então, ele começa a subir.
03-(UNESP-SP)
Um bloco de massa 5,0kg está apoiado sobre um plano inclinado de 30° em relação a um plano horizontal.
Se uma força constante, de intensidade F, paralela ao plano inclinado e dirigida para cima, é aplicada ao bloco, este adquire uma aceleração para baixo e sua velocidade escalar é dada por v = 2,0t (SI), (fig.1).
Se uma força constante, de mesma intensidade F, paralela ao plano inclinado e dirigida para baixo for aplicada ao bloco, este adquire uma aceleração para baixo e sua velocidade escalar é dada por v’ = 3,0t (SI), (fig. 2).
Os valores de F e do coeficiente de atrito de deslizamento são, respectivamente: (adote g=10m/s2)
04-(UFJF-MG)
Um caminhão é carregado com duas caixas de madeira, de massas iguais a 500kg, conforme mostra a figura.
O caminhão é então posto em movimento numa estrada reta e plana, acelerando até adquirir uma velocidade de 108 km/h e depois é freado até parar, conforme mostra o gráfico. (g=10m/s2).
O coeficiente de atrito estático entre as caixas e a carroceria do caminhão é m=0,1. Qual das figuras abaixo melhor representa a disposição das caixas sobre a carroceria no final do movimento?
05-(UFRRJ-RJ)
Dois carros de corrida são projetados de forma a aumentar o atrito entre os pneus e a pista. Os
projetos são idênticos, exceto que num deles os pneus são mais largos e no outro há um aerofólio. Nessas condições podemos dizer que
a) em ambos os projetos, o atrito será aumentado em relação ao projeto original.
b) em ambos os projetos, o atrito será diminuído em relação ao projeto original.
c) o atrito será maior no carro com aerofólio.
d) o atrito será maior no carro com pneus mais largos.
e) nenhum dos projetos alterará o atrito.
06-(UFAL-AL)
O bloco da figura possui peso P e se encontra na iminência de movimento sob a ação de uma força de módulo constante F e direção perpendicular à parede vertical. Se o coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é menor que 1, assinale a relação correta entre P e F.
a) 0 < P < F b) F < P < 2F c) 0 < F < P/2 d) P/2 < F < P e) 0 < F < P
07-(UERJ-RJ)
Uma pessoa de massa igual a 80 kg encontra-se em repouso, em pé sobre o solo, pressionando perpendicularmente uma parede com uma força de magnitude igual a 120 N, como mostra a ilustração a seguir.
A melhor representação gráfica para as distintas forças externas que atuam sobre a pessoa está indicada em:
08-(UERJ-RJ)
Uma caixa está sendo puxada por um trabalhador, conforme mostra a figura. Para diminuir a força
de atrito entre a caixa e o chão, aplica-se, no ponto X, uma força f. O segmento orientado que pode representar esta força está indicado na alternativa:
09-(UFSCAR-SP)
Um menino deseja deslocar um bloco de madeira sobre o chão horizontal puxando uma corda amarrada ao bloco.
Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a madeira e o chão vale 0,4, que a massa do bloco é 42 kg e que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2, e considerando √3 = 1,7, qual a
menor intensidade da força que o menino deve puxar a corda para deslocar o bloco, se a direção da corda forma com o chão um ângulo de 60°?
10-(UFF-RJ)
Um pano de prato retangular, com 60cm de comprimento e constituição homogênea, está em repouso sobre uma mesa, parte sobre sua superfície, horizontal e fina, e parte pendente, como mostra a figura.
Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a superfície da mesa e o pano é igual a 0,5 e que o pano está na iminência de deslizar, pode-se afirmar que o comprimento L da parte sobre a mesa é:
11-(UERJ-RJ)
Considere um carro de tração dianteira que acelera no sentido indicado na figura em destaque. O motor é capaz de impor às rodas
de tração um determinado sentido de rotação. Só há movimento quando há atrito estático, pois, na sua ausência, as rodas de tração patinam sobre o solo, como acontece em um terreno enlameado. O diagrama que representa corretamente as forças de atrito estático que o solo exerce sobre as rodas é:
12-(UFG-GO)
A força muscular origina-se nas fibras musculares, conforme figura (a), como resultado das interações entre certas proteínas que experimentam mudanças de configuração e proporcionam a contração rápida e voluntária do músculo.
A força máxima que um músculo pode exercer depende da sua área da seção reta e vale cerca de 30 N/cm2. Considere um operário que movimenta com uma velocidade constante uma caixa de 120 kg sobre uma superfície rugosa, de coeficiente de atrito 0,8, usando os dois braços, conforme ilustrado na figura (b).
Dessa forma, a menor seção reta dos músculos de um dos braços do operário, em cm2, e uma das proteínas responsáveis pela contração das miofibrilas são:
Dados: g =10,0 m/s2
a) 16 e actina.
b) 16 e mielina.
c) 20 e miosina.
d) 32 e actina.
e) 32 e miosina.
13-(UNICAMP-SP)
Acidentes de trânsito causam milhares de mortes todos os anos nas estradas do país.
Pneus desgastados (“carecas”), freios em péssimas condições e excesso de velocidade são fatores que contribuem para elevar o número de acidentes de trânsito.
O sistema de freios ABS (do alemão “Antiblockier-Bremssystem”) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que elas
não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu.
Não havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é estática, e seu valor máximo é sempre maior que a força de atrito cinético. O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é μe= 0,80 e o cinético vale μc = 0,60.
Sendo g = 10 m/s2 e a massa do carro m = 1200 kg, o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético são, respectivamente, iguais a
a) 1200 N e 12000 N.
b) 12000 N e 120 N.
c) 20000 N e 15000 N.
d) 9600 N e 7200 N.
14-(UFABC-SP)
Quem diria que uma brincadeira de criança já valeu medalha de ouro. Esse esporte esteve presente em todas as Olimpíadas disputadas entre 1900 e 1920, quando ainda era considerado uma modalidade de atletismo. Em 1908, em Londres, o resultado foi um pódio caseiro e fardado. A polícia de Londres ficou em primeiro, seguida por policiais de Liverpool e da polícia metropolitana, respectivamente. (Revista Galileu, Ed. No204, julho(2008)
Considere duas equipes A e B, formadas por três garotas cada uma, numa disputa de cabo-de-guerra sobre uma superfície plana e horizontal, como mostra a figura.
A alternativa que mostra corretamente a força de tração aplicada pela corda nas mãos e a força de atrito aplicada pelo solo nos pés, respectivamente, de uma integrante da equipe B, durante a disputa, é
Confira a resolução comentada