Aplicações dos conceitos das três leis de Newton – Resolução
Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre aplicações dos conceitos das três leis de Newton
01-A
02- Como não existe atrito, qualquer força horizontal, por menor que seja, moverá o caminhão-tanque R- E.
03- I – Falso – só no trecho AB o movimento retilíneo acelerado ( a aceleração e a velocidade vetoriais tem direção vertical e sentido para o norte)
II – Correta — AB – vide I, e EF — movimento retardado (a velocidade tem direção vertical e sentido para o Sul e a aceleração tem sentido contrário, pois está freando-0)
III – Correta – Nesses trechos de MCU, a aceleração é centrípeta e dirigida para o centro da circunferência.
R- D
04- V=Vo + a.t — 0=20 + a.10 — a=-20/10 — a=-2m/s2(negativa pois está freando).
F=ma — F=1.200.(-2) — F=-2.400N (negativa pois é contrária ao movimento) — intensidade ( 2.400N ) R- B
05- O exercício quer h em função de H, F, m e g.
-Queda livre de X=H-h — Torricelli — V2=Vo2 + 2.a.DS — V2=0 + 2.g.X — V=Ö(2.g.(H-h))
– No início de h, onde Vo=Ö(2.g.(H-h)), a força F é acionada, adquire nova aceleração a e chega com V=0 no solo. — Torricelli — V2=Vo2+2.a.DS — 0= (Ö(2.g.(H-h)))2+2.a.h — a=g(H-h)/h I (aceleração de queda no trecho H)
-Forças que agem sobre ele no trecho h
Desce freando (FR para cima) com aceleração de módulo a, de modo que: FR=m.a — F-P=m.a — m.g + F = m.a —
a=(F-m.g)/m II
Igualando I com II — g(H-h)/h=( -m.g+F)/m — mgH=Fh — h=mgh/F
06- C
07- E
08- a) Admitindo que o engate seja um elemento ideal (m = 0) de transmissão de forças, conclui-se que a resultante das forças no primeiro engate é nula.
b) Torricelli — V2 = 02 + 2.10.45 — v = 30 m/s.
09- B
10- A
11- D
12- A
13- C
14- P – esquerda, Q – direita, R – direita e S – esquerda.
15- C
16- Decompondo na vertical e na horizontal os vetores inclinados (figura abaixo), verificamos que a intensidade da força resultante é de 4N.
F=m.a — 4=1.a — a=4m/s2, vertical e para cima R- E
17- Pela equação de Torricelli — V2=Vo2 + 2.a.DS — 25=0 + 2. a. 25 — a=0,5m/s2.
Pela equação fundamental da dinâmica — F = m.a — F = (100 + 60).0,5 = 160.0,5 =80 N
18- C
19- C
20- A
21- C
22- E
23- 
24- 1o trecho – movimento acelerado com aceleração constante e positiva e consequentemente a força também será constante e positiva.
2o trecho – velocidade constante — a=0 — F=0
3o trecho – movimento retardado com aceleração constante e negativa e consequentemente a força também será constante e negativa.. R- C
25- a=DS/Dt — a=(30-0)/30 — a=1m/s2 — F=ma — F=1200.1 — F=1200N R- B
26- B
27- a) Ação e reação
b) v = DS/Dt — (100/3,6) =DS /0,2 — DS= 27,77.0,2 = 5,5 m
28- B
29- C
30- B
31- As forças que agem sobre o foguete são seu peso P=mg — P=1.500.10 — P=15.000N, e a força propulsora F=85.000N
FR=m.a — 85.000 – 15.000 = 1.500.a — a=80.000/1.500 — a=53,3m/s2 R- E
32- C
33- R-A — porque se a mosca se mover na vertical suas asas aplicarão forças verticais no ar do interior do balão, desequilibrando o sistema.
34- D
35- D
36- Durante a descida (desprezando-se as forças dissipativas) os dois blocos descem sujeitos à mesma aceleração que é a da gravidade e, portanto chegam juntos ao ponto Q — R- A
37- Observe que o ventilador e a vela estão fixos no mesmo barco (mesmo corpo) — R- D
38- R- D — veja teoria
39- A afirmação I não está de acordo com o texto apresentado — a afirmação II está de acordo com o texto — a afirmação III está de acordo com o texto, até porque, algumas estrelas estão tão distantes que temos a sensação que estão fixas.
R- D
40- I. Correta — ela está em equilíbrio dinâmico e, a força resultante sobre ela é nula.
II. Falsa — veja I.
III. Falsa — a reação à 
está no agente externo que a está aplicando sobre o bloco.
R- A
41- R- A — veja teoria
42- R- A — veja teoria
43- As forças de ação e reação possuem a mesma intensidade mas podem produzir efeitos diferentes — quem sofre maior avaria é o carro, pois seu material tem menor resistência mecânica que o material que constitui o caminhão — R- B
44- Observe que no trecho BC o carro está em movimento progressivo (velocidade positiva) e retardando(freando) pois a intensidade da velocidade está diminuindo — assim, a força resultante e consequentemente a aceleração é contrária ao movimento (à velocidade) — R- C
45- R- B — veja teoria
46- R- A — veja teoria
47- Observe na figura abaixo os pares ação e reação e lembre-se de que as forças 
e 
que estão aplicadas no bloco não constituem
par ação e reação, pois estão aplicadas no mesmo corpo e se anulam — R- B
48- R- E — Referencial é um sistema de referência (sistema de coordenadas) que localizam, num dado instante um corpo ou conjunto
de corpos.
49- A força resultante sobre a caixa de metal é a força de atrito (horizontal) — segunda Lei de Newton — Fat=F =ma — Fat = -15 N — m=3kg — 15=3.a — a=5m/s2 — como a velocidade da caixa vai diminuindo a aceleração é negativa — a=-5m/s2 —
usando Torricelli — V2 = Vo2 + 2.a.ΔS — V2=122 + 2.(-5).4,4=144 – 44 — V=10m/s — R- C
50- Dados: D = 5 mm = 5.10-3 m; g = 10 m/s2; p = 3 e dágua= 1 g/cm3 = 103 kg/m3 — volume da esfera — V =4/3(πR3)=(4/3)π(D/2)3 — V=π.D3/6 — na iminência de a gota cair, as forças que agem sobre ela (peso e tensão superficial máxima) se equilibram —
Tmáx = P = mg — m = d.V — Tmáx=dágua.Vgota.g=103.3.(5.10-3)3/6 — Tmáx=103.(125.10-9/2).10 — Tmáx=6,25.10-4N — R- B
51- P=mg — 800=m.10 — m=80kg — FR=ma — após o empurrão a resultante horizontal sobre ele é a força de atrito de intensidade 40N — 40=80ª — a=0,5m/s2
52- A condição para que o tempo seja mínimo é que o corpo tenha durante certo intervalo de tempo a máxima aceleração dirigida para cima e, no tempo restante, a máxima aceleração dirigida para baixo, ficando no repouso nas posições inicial e final — acelera para cima — máxima aceleração dirigida para cima, ocorre quando a tração na corda tiver intensidade N1=nMg — FR=Ma1 — N1 – P=M.a1 —
P=M.a1 — nMg – Mg=Ma1 — a1=g(n – 1) — máxima velocidade — Vmax=Vo + a1.T1=0 + g(n – 1)T1 — Vmax=g(n – 1).T1 — deslocamento na subida=área — h1=b.h/2=(T1 – 0).Vmax/2 — h1=T1.g(n – 1)T1/2 — h1=g(n – 1).T12 — segunda etapa — o corpo acelera para baixo e a tração na corda é nula — h=Vot + at2/2 — h2=VmáxT2 – gT22/2=g(n – 1)T1.T2 – gT22/2 —
V=Vo + at — 0=Vmax – gT2 — 0=g(n – 1)T1 – gT22/2 — T2=(n – 1).T1 — deslocamento total — H=h1 + h2 —
H=g(n – 1).T12/2 + g(n – 1)T1T2 – gT22/2 — substituindo T2=(n – 1)T1 — 2H/g(n – 1)=(1 + 2n – 2 – n +1)T12 —
T2=(n – 1).√2H/g.n(n – 1) — tempo mínimo pedido — T=T1 + T2 — T=√2H/g,n(n – 1) + (n – 1)√2H/g.n(n – 1) — T=√2nH/g(n – 1) — R- B
53-A. Falsa — a Terceira Lei de Newton se refere ao Princípio da Ação e Reação de enunciado: “Quando um corpo exerce uma força sobre outro, simultaneamente este outro reage sobre o primeiro aplicando-lhe uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário”, estas duas forças são aplicadas em corpos diferentes e jamais se anulam apesar de terem a mesma intensidade.
B. Falsa — Esta expressão f=μ.N só pode ser aplicada quando a força de atrito 
tiver intensidade máxima, o que pode não ser o caso.
C. Falsa — devem realmente ser iguais, mas não para satisfazer a Segunda Lei de Newton, mas à Primeira lei de Newton (Princípio da Inércia): “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”.
D. Falsa. Elas tem a mesma intensidade, mesma direção mas sentidos opostos.
E- Verdadeira — como 
e 
se anulam, resultante das forcas , e é que é oposta a forca 
e possui a mesma intensidade desta.
R- E.
54-
I. Correta — como a maçã está em equilíbrio (repouso) presa ao galho a força resultante 
sobre ela deve ser nula e, para
que isso ocorra seu peso 
(vertical e para baixo) dever ser anulado pela força de tração 
no cabinho.
II. Falsa — sem atrito a maçã cai sujeita à aceleração da gravidade g, independente de sua massa (P=m.g – g é a mesma) — assim, desprezando-se os atritos,todos os corpos chegam com a mesma velocidade e ao mesmo tempo ao solo, independe de sua massa — com atrito, a intensidade da força resultante sobre ela FR=P – Fat=m.a.
III. Correta — trata-se do princípio da ação e reação (forças trocadas entre o centro da Terra e a maçã).
R- C
55-A) Falsa — isso só é válido se o movimento for acelerado — se for retardado eles tem sentidos opostos.
B) Falsa — elas jamais se anulam, pois são aplicadas em corpos diferentes.
C) Correta — trata-se do princípio da inércia (Primeira Lei de Newton).
D) Falsa — trata-se do princípio da ação e reação (Terceira Lei de Newton).
R- C
56-
Como o movimento das partículas é aleatório, ou seja, elas podem se movimentar em qualquer direção e qualquer sentido, e elas impulsionam as palhetas, estas também devem se mover aleatoriamente, ora no sentido horário, hora no anti-horário, que, sem a presença do peso tende a uma situação de equilíbrio — por esse motivo, o inventor colocou uma engrenagem que trava o motor quando ele tentar se mover no sentido anti-horário, para que ele não desça e seja puxado, com o movimento ocorrendo somente num sentido (horário), determinando o movimento e elevando o peso — R- D.