Um pouco da explicação das leis e uma lista de exercícios estilo Enem , um abraço a todos .
Leis de Newton
As leis de Newton constituem os três pilares fundamentais do que
chamamos Mecânica Clássica, que justamente por isso também é conhecida por
Mecânica Newtoniana.
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
- Quando
estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a
permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da
curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o
lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a
trajetória.
- Quando
estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos
como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar
em movimento.
Estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados pelo princípio
da inércia, cujo enunciado é:
"Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em
movimento tende a permanecer em movimento."
Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se
alguém, ou alguma coisa aplicar nele uma força resultante diferente se zero.
2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da
Dinâmica
Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas
diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual.
A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente
proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:
ou em módulo: F=ma
Onde:
F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N);
m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);
a é a aceleração adquirida (em m/s²).
A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que
equivale a kg m/s² (quilograma metro por segundo ao quadrado).
Exemplo:
Quando um força de 12N é aplicada em um corpo de 2kg, qual é a
aceleração adquirida por ele?
F=ma
12=2a
a=6m/s²
3 ª Lei de Newton - Princípio da Ação e
Reação
Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F, podemos dizer
que esta é uma força de ação. mas conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso
ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a
força de ação, esta é chamada força de reação.
Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:
"As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação,
existe uma força de reação."
Exercícios :
1)Os blocos A e B têm
massas mA = 5,0kg e mB = 2,0kg e estão apoiados num plano horizontal
perfeitamente liso. Aplica-se ao corpo A uma força horizontal F r , de módulo 21N.Qual a força de
contato entre os dois blocos?
2) Quando se
estudam, as leis de Newton, na Física, a teoria de Darwin, na Biologia, ou a
equação de Clapeyron, na Química, parece que apenas eles estudaram e
desenvolveram essas ideias. [...] Tal prática apenas reforça a ideologia de que
a História é feita por heróis e, mais do que isso, que a ciência só pode ser
desenvolvida por personagens, com longas barbas, descabelados, alienados da
realidade e do convívio social. (SALIBA, 2010, p. 38) Em 1687, Isaac Newton
publicou seu trabalho, alicerçado nos estudos de Kepler, Galileu e Descart, no célebre
tratado Philosophiae Naturalis Principia Mathematica — Princípios matemáticos
de filosofia natural —, assombrando o mundo do conhecimento. A coleção
consistia de três volumes. No volume III, Newton revela seu gênio de maneira
mais extraordinária. Nele apresenta a descrição quantitativa exata dos
movimentos dos corpos celestes, com base nas três leis do movimento. (BRENNAN,
1998, p. 46)
Sobre o movimento dos
corpos celestes e as três leis do movimento de Newton, é correto afirmar:
a) No universo newtoniano, todo objeto
é caracterizado por seu peso, o qual indica a tendência de um objeto a resistir
a qualquer mudança em seu estado de movimento.
b) As várias forças que produzem uma
mudança de movimento é uma combinação das diferentes intensidades, direções e
sentidos dessas forças.
c) A força centrípeta que atua sobre
um corpo que realiza um movimento circular uniforme não obedece à segunda lei
de Newton, porque essa força não atua sobre um corpo que descreve movimento
retilíneo.
d). A segunda lei de Newton evidencia
que os módulos das forças de atração que dois corpos exercem um sobre o outro
são sempre iguais.
e)A força centrípeta que mantém os
planetas em suas órbitas, em torno do Sol, varia inversamente com o cubo da
distância que separa o Sol desses planetas.
3) 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 para-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
4)A mecânica clássica, também
conhecida como mecânica newtoniana, fundamenta-se em princípios que podem ser
sintetizados em um conjunto de três afirmações conhecidas como as leis de
Newton do movimento. Pode-se afirmar que quais alternativas são verdadeiras?
00.se o motor de uma espaçonave que se
move no espaço sideral suficientemente afastada de qualquer influência
gravitacional deixar de funcionar, a espaçonave diminui sua velocidade e fica
em repouso.
01. as forças de ação e reação agem em
corpos diferentes.
02. massa é a propriedade de um corpo
que determina a sua resistência a uma mudança de movimento.
03. se um corpo está se dirigindo para
o norte, podemos concluir que podem existir várias forças sobre o objeto, mas a
maior deve estar direcionada para o norte.
04. se a resultante das forças que
atuam sobre um corpo é nula, pode-se concluir que este se encontra em repouso
ou em movimento retilíneo uniforme.
a)1,3,4 b)1,2,3
c)1,4 d)2,3,4 e)0,1,2,3,4
6) Um gato pode escapar ileso ao cair
de alturas consideráveis. Os veterinários ajudam a compreender esse fenômeno.
Ao iniciar a queda, o gato “sente a aceleração” e coloca-se numa posição de
defesa contraindo-se e estirando as patas para amortecer a queda. No entanto,
ao atingir a velocidade limite, ele relaxa aumentando a área de contato com o
ar perpendicularmente à direção da queda ,esse procedimento promove um efeito
de freio e, freqüentemente, o gato atinge o solo em segurança.
Em relação a esse fenômeno é CORRETO
afirmar que:
a) como conseqüência de seu relaxamento, o
gato aumenta a resistência do ar sobre seu corpo possibilitando que a força
resultante sobre ele seja nula.
b) o gato “sente a aceleração” porque seus
órgãos internos têm uma pequena mobilidade e estão num referencial inercial (o
gato).
c) ao atingir a velocidade limite, o
peso do gato torna-se nulo e ele cai com movimento uniforme.
d) a partir do instante em que atinge
a velocidade limite, o valor da velocidade do gato diminui, possibilitando uma
aterrissagem segura.]
e) o módulo da força que o gato exerce sobre a
Terra, ao atingir a velocidade limite, é menor que o módulo da força de
resistência que o ar exerce sobre ele.
6) Um livro didático de 1957 ensinava
aos alunos e às alunas do Curso Normal o conceito força centrífuga. Leia parte
do texto: Quando rodo um objeto preso por um cordão, dou o impulso (força
tangencial) e o cordão puxa para o centro (força centrípeta). Se soltar o
cordão desaparecerá a força centrípeta e o corpo sairá pela tangente e não na
direção do raio. Quando o cordão puxa o corpo, este, pela reação, puxa a mão
para fora (reação centrífuga ou força centrífuga). É fácil sentir que a força
centrípeta e, portanto a sua reação centrífuga aumenta com a massa do corpo,
com o tamanho do cordão e com a velocidade da rotação. [...] Se a Terra desse
mais de dezessete rotações em 24 horas, a força centrífuga superaria a atração
e nós voaríamos pelo espaço. CASTRO, Correggio de. Física e Química. 4ª ed. São
Paulo: CEN, 1957, p.42-3. Considerando o texto, pode-se afirmar que:
a) o autor erra, pois a força centrífuga não é
reação à força centrípeta, pois elas não coexistem em um mesmo referencial.
b) em hipótese alguma a força centrípeta
aplicada ao objeto aumenta com o tamanho (comprimento) do cordão.
c) o autor, em nenhum momento,
considera que as forças ação e reação atuam em corpos diferentes.
d) o autor está correto em atribuir à
força centrípeta e à força centrífuga as mesmas variações, pois constituem um
par ação-reação.
e) o autor, em nenhum momento,
considera que as forças centrípeta e centrífuga atuam no mesmo corpo.
7)Um automóvel movendo-se em uma BR,
guiado por um aluno de física, falta combustível ao se aproximar de um posto de
gasolina. Lembrando-se de uma aula sobre o princípio de ação e reação, ele
raciocinou: “se eu descer do carro e tentar empurrá-lo com uma força F, ele vai
reagir com uma força - F e ambas vão se anular e eu não conseguirei mover o
carro”. Mas uma pessoa que vinha com ele, não concordando com este raciocínio,
desceu do carro e o empurrou, conseguindo movê-lo. Como você justificaria o
carro mover-se? Com base na compreensão desta lei, analise as proposições a
seguir:
IO carro
move-se porque a pessoa dá um rápido empurrão no carro e, momentaneamente, essa
força é maior do que a força que o carro exerceu sobre ela.
II. O carro
move-se porque a pessoa empurra o carro para frente com uma força maior do que
a força com que o carro exerce sobre ela.
III. O carro
move-se porque a força que a pessoa exerce sobre o carro é tão intensa quanto a
que o carro exerce sobre ela, no entanto, a força de atrito que a pessoa exerce
(entre os pés e o solo) é grande e é para frente, enquanto a que ocorre no
carro (entre os pneus e solo) é pequena e para trás.
IV. O carro
move-se porque a força que a pessoa exerce sobre o carro e a força que o carro
exerce sobre a pessoa são iguais, de sentidos contrários, mas aplicados em
corpos diferentes e, portanto, cada um exerce o seu efeito independentemente.
A partir da
análise feita, assinale a alternativa correta:
a) Apenas a
proposição IV é verdadeira.
b) Apenas as proposições III e IV são
verdadeiras.
c) Apenas as
proposições I e III são verdadeiras.
d) Apenas as
proposições II e III são verdadeiras.
e) Apenas as
proposições II e IV são verdadeiras.
7) Uma professora de física, com o
propósito de verificar se as idéias que os seus alunos traziam sobre a queda
dos corpos se aproximavam da idéia defendida por Aristóteles, ou se estavam
mais de acordo com a de Galileu, criou um diálogo entre dois colegas, os quais
discutiam sobre o motivo de os corpos caírem de forma diferente, um tentando
convencer o outro de que sua idéia era a mais correta. Colega A: O corpo mais
pesado cai mais rápido do que um menos pesado, quando largado de uma mesma
altura. Eu provo, largando uma pedra e uma rolha. A pedra chega antes. Pronto!
Tá provado! Colega B: Eu não acho! Peguei uma folha de papel esticado e deixei cair.
Quando amassei, ela caiu mais rápido. Como é isso possível? Se era a mesma
folha de papel, deveria cair do mesmo jeito. Tem que ter outra explicação!
(Adapatado de Hülsendeger, M. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.21,
n.3, 2004) A partir do diálogo criado pela professora, alguns alunos deram as
seguintes explicações que ela transcreveu na lousa:
I. Concordo com o colega A, pois isto acontece
porque os corpos têm densidades diferentes.
II. Concordo com o colega B, pois
durante a queda os corpos sofrem a resistência do ar.
III. Concordo com o colega A, porque a
diferença de tempo na queda dos corpos se deve à resistência imposta ao
movimento pelo ar.
IV. Concordo com o colega B, porque o tempo de
queda de cada corpo depende, também, de sua forma. Das explicações dadas pelos
alunos nas proposições supracitadas, identifique qual(is) dela(s) está(ão)
corretamente de acordo com as idéias de Galileu Galilei:
a)
Apenas
II e IV. b) Apenas I. c) Apenas III e IV. d) Apenas I e III. e) Apenas II.
9) Considere as seguintes afirmações:
I. Segundo a 1ª Lei de Newton, é
necessária uma força resultante para manter com velocidade constante o
movimento de um corpo se deslocando numa superfície horizontal sem atrito.
II. De acordo com a 2ª Lei de Newton,
a aceleração adquirida por um corpo é a razão entre a força resultante que age
sobre o corpo e sua massa.
III. Conforme a 3ª Lei de Newton, a
força peso e a força normal constituem um par ação-reação.
Assinale a alternativa que contém as
afirmações CORRETAS.
a)
I
e II. b) I e III. c) II e III. d) somente II. e) todas estão corretas.
10) A ordem de grandeza de
uma força de 1000N é comparável ao peso de:
a) um lutador de boxe peso
pesado.
b) um tanque de guerra.
c) um navio quebra-gelo
d) uma bola de futebol
e) uma bolinha de pingue-pongue
Gabarito :1 escrita 2)b 3)b 4)a 5)a 6)a 7)a 8)a 9)d 10)a
