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C4_CURSO_FIS_A_Alelex

FRENTE 1 MECNICA

MDULO 29

APLICAES DA 2.a LEI DE NEWTON

1. (UESPI-2012) A figura a seguir ilustra duas pessoas (represen- tadas por crculos), uma em cada margem de um rio, puxando um bote de massa 600kg atravs de cordas ideais paralelas ao solo. Neste instante, o ngulo que cada corda faz com a direo da correnteza do rio vale = 37, o mdulo da fora de trao em cada corda F = 80N e o bote possui acelerao de mdulo 0,02m/s2, no sentido contrrio ao da correnteza. (O sentido da correnteza est indicado por setas trace- jadas.)

Considerando-se sen (37) = 0,6 e cos (37) = 0,8, qual o mdulo da fora que a correnteza exerce no bote?a) 18N b) 24N c) 62N d) 116N e) 138N

RESOLUO:PFD: 2 F cos e Fc = ma 2 . 80 . 0,8 Fc = 600 . 0,02128 Fc = 12 Fc = 116NResposta: D

138

1372. (UFPB-MODELO ENEM) Para a soluo de problemas da Fsica, utilizam-se grficos que envolvem os parmetros fsicos a serem manipulados em um dado fenmeno. Levam-se em conta tambm as propriedades desses grficos, associadas, em termos de funcio- nalidades, ao registro de dados e possibilidades de interpolao, extrapolao e aproximao. Considere duas situaes distintas: uma inerente Cinemtica da partcula e outra Dinmica. Os dados esto representados em grficos. O grfico I representa a velocidade escalar como funo do tempo do movimento de duas partculas 1 e 2, de

Assinale a alternativa cuja representao atende situao descrita de forma correta.a) Grfico Ab) Grfico Bc) Grfico Cd) Grfico De) Grfico E

RESOLUO:

massas, respectivamente, m1 e m2 (sendo m1 = 2,5m2), percorrendo omesmo trecho retilneo de uma pista e considerando-se que a partcula2 seja lanada 4,0s aps a partcula 1 do mesmo ponto. Os grficos A, B, C, D e E so representaes das foras atuantes nas partculas 1 e 2,

1) Para a partcula 1: a1 =

L1VL1t

L1V

V= (SI) 5,0

V

em funo do tempo. Analisando-se os grficos, verifica-se, entretanto,

Para a partcula 2: a2 = = (SI)

FSICA Aque, entre os da Dinmica, apenas um deles corresponde situao 1.

L1t

1,0

Portanto:

a = 5 a

4.Um corpo de massa 2,0kg puxado sobre uma superfcie

21

2) PFD:F1 = m1 a1F2 = m2 a2

horizontal por uma fora F, constante, de intensidade 5,0N, cujadireo forma ngulo de 37 com o plano horizontal.A fora de atrito entre o corpo e a superfcie tem intensidade igual a 0,80N.

F1m1a111 = . = 2,5 . = F2m2a252F2 = 2 F1F1 e F2 so constantes.

Resposta: C

So dados: sen 37 = 0,60 e cos 37 = 0,80.O mdulo da acelerao do bloco, em m/s2, vale:a) 1,0b) 1,2c) 1,4d) 1,6e) 2,0

3. (EFOMM-2012) Uma bola, de massa 0,20kg e velocidade Vde mdulo igual a 5,0 m/s, atingida por um taco e sofre um desvio de 90 em sua trajetria. O mdulo de sua velocidade no se altera,

RESOLUO:1) Fx = F cos 37 = 5,0 . 0,80 (N) = 4,0N

conforme indica a figura.2) PFD:F F

= ma

xat

Resposta: D

4,0 0,8 = 2,0 . a

a = 1,6m/s2

5. Um corpo de massa M = 4,0kg est submetido a uma fora resultante de intensidade F varivel com o tempo t de acordo com a relao:F = 2,0 + 2,0t (SI)

Sabendo-se que a coliso ocorre num intervalo de tempo de 20 milis- segundos, o mdulo, em newtons, da fora mdia entre o taco e a bola :a) 30V 2 b) 50V 2 c) 30V 3d) 50V 3 e) 30V 5

RESOLUO:

O corpo parte do repouso no instante t = 0 e descreve uma trajetria retilnea.Determine:a) o mdulo da acelerao do corpo no instante t = 0;b) o mdulo da velocidade do corpo no instante t = 2,0s.

RESOLUO:a) Para t = 0 F0 = 2,0N

1) IL1VI2 = V2 + V2 = 2V2IL1VI = V 2 V = 5,0 V 2 m/sIL1VI

PFD: F0 = M a0 2,0 = 4,0a0

(V V0)b) PFD:Fm = M am = M t

a0 = 0,50m/s2

2) Fm = m am = m

F0 + F2

2,0 + 6,0

L1t

Fm = = (N) = 4,0N

F =(N)V 2m 2,0 . 102

5,0V 2

F = 0,20 .(N)m 20 . 103

4,0 = 4,0

22(V2 0) 2,0

V2 = 2,0m/s

F =(N)100V 2m 2

Respostas: a) a0 = 0,50m/s2b) V2 = 2,0m/s

FSICA AFm = 5,0V 2 N

Resposta: B

MDULO 30

PESO DE UM CORPO

1. (FUVEST-2012) Um mbile pendurado no teto tem trs elefantezinhos presos um ao outro por fios, como mostra a figura. As massas dos elefantes de cima, do meio e de baixo so, respectivamente, 20g, 30g e 70g.

As intensidades das foras de trao, em newtons, nos fios superior, mdio e inferior so, respectivamente, iguais a:a) 1,2; 1,0; 0,7. b) 1,2; 0,5; 0,2. c) 0,7; 0,3; 0,2.d) 0,2; 0,5; 1,2. e) 0,2; 0,3; 0,7.

NOTE E ADOTEDesconsidere as massas dos fios.Mdulo da acelerao da gravidade g = 10m/s2.

RESOLUO:

1) T1 = Ptotal = P1 + P2 + P3 T1 = (m1 + m2 + m3)gT1 = 0,12 . 10 (N) T1 = 1,2N2) T2 = P2 + P3

T2 = (m2 + m3)g T2 = 0,1 . 10 (N)2. (ENEM-2011) Para medir o tempo de reao de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experincia:I. Mantenha uma rgua (com cerca de 30cm) suspensa vertical- mente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da rgua esteja situado na extremidade inferior.II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mo, em forma de pina, prximos do zero da rgua, sem toc-la.III. Sem aviso prvio, a pessoa que estiver segurando a rgua deve solt-la. A outra pessoa deve procurar segur-la o mais rapidamente possvel e observar a posio onde conseguiu segurar a rgua, isto , a distncia que ela percorre durante a queda.O quadro seguinte mostra a posio em que trs pessoas conseguiram segurar a rgua e os respectivos tempos de reao.

Distncia percorrida pela rgua durante a queda (metro)Tempo de reao (segundo)

0,300,24

0,150,17

0,100,14

(Disponvel em: http://www. br.geocities. com.Acesso em: 1 fev. 2009.) A distncia percorrida pela rgua aumenta mais rapidamente que o tempo de reao porque aa) energia mecnica da rgua aumenta, o que a faz cair mais rapidamente.b) resistncia do ar aumenta, o que faz a rgua cair com menor velocidade.c) acelerao de queda da rgua varia, o que provoca um movimento acelerado.d) fora peso da rgua gera um movimento acelerado.e) velocidade da rgua constante, o que provoca uma passagem linear de tempo.

RESOLUO:Desprezando-se o efeito do ar, a fora resultante na rgua ser o seu peso, que constante. O movimento de queda da rgua ter acelerao constante.

gs = t22

s (distncia percorrida) proporcional ao quadrado do tempo de queda t e, por isso, s aumenta mais rapidamente do que o tempo t. (A velocidade da rgua est aumentando durante a queda).A melhor opo a (d) que cita o movimento acelerado. Resposta: D

T2 = 1,0N

3) T3 = P3 = m3g

T3 = 0,07 . 10 (N)

FSICA AResposta: A

T3 = 0,7N

3. (UFF-RJ-2012) Dois corpos, um de massa m e outro de massa 5m, esto 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.4. (ENADE-2011-MODELO ENEM) No Brasil, desde a dcada de 1980, principalmente, professores e pesquisadores da rea de ensino de Cincias tm buscado diferentes abordagens visando contribuir para a melhoria do ensino nessa rea, como, por exemplo, a explorao de concepes prvias dos estudantes. Na Fsica, especificamente no caso da mecnica newtoniana, pesquisas usando atividades que exploram concepes prvias indicam que os estudantes de Ensino Mdio tendem a dar explicaes para situaes envolvendo a relao entre fora e movimento que remetem concepo aristotlica.Acerca do tema, considere um corpo lanado verticalmente para cima, no instante em que a altura no a mxima e o corpo est subindo. Com base nas informaes do texto e usando a legenda abaixo, assinalea alternativa que mostra a representao correta da direo e sentido

140

141

A linha que prende o conjunto haste queimada e o conjunto cai em

dos vetores fora (F) e velocidade (V) no sistema, sob a ptica do

queda livre. Desprezando-se os efeitos da resistncia do ar, indique a

estudante (considerada, nesta questo, aristotlica) (FA e VA) e da

figura que representa corretamente as foras f1 e f2 que o fio faz sobreos corpos de massas m e 5m, respectivamente, durante a queda.

RESOLUO:Os dois corpos, aps a queima do fio de cima, ficam em queda livre. A nica fora atuante em cada corpo o seu prprio peso e, por isso, eles no interagem com o fio que os une.

mecnica newtoniana (FN e VN), respectivamente. Despreze a resis-tncia do ar.

FSICA A Portanto: f1 = f2 = 0.Resposta: E

RESOLUO:Na Fsica aristotlica, quando o corpo est subindo, a fora resultante suposta no sentido do movimento: VA FA

Na Fsica newtoniana, o corpo subindo tem velocidade para cima, porm, como seu movimento retardado (fora resultante o peso), a fora resultante dirigida para baixo: VN FN

Resposta: C

5. (UEPB-2012) Um paraquedista salta de um avio com o para- quedas fechado e, aps um certo tempo, ao abri-lo, a fora de resis- tncia do ar iguala-se fora peso do conjunto (paraquedas e paraquedista). A partir da, o paraquedas cai em movimento retilneo e uniforme. A fora de resistncia do ar que atua num paraquedas tem intensidade, em newtons, dada por Fr = 100V2, em que V o mdulo da velocidade em m/s. Sabendo-se que o paraquedas atinge uma velo- cidade-limite de mdulo 4,0m/s e considerando-se a acelerao da gravidade local com mdulo igual a 10m/s2, a massa total do conjunto (paraquedas e paraquedista), em quilogramas, de:a) 130 b) 150 c) 140 d) 160 e) 120

MDULO 31

3.a LEI DE NEWTON

1. (UFRN-2012-MODELO ENEM) Em t