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Exercícios sobre segunda lei de Newton

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a Segunda lei de Newton, que diz que a força que atua sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo por sua aceleração.

Questão 1

Em um acidente, um carro de 1200 kg e velocidade de 162 Km/h chocou-se com um muro e gastou 0,3 s para parar. Marque a alternativa que indica a comparação correta entre o peso do carro e a força, considerada constante, que atua sobre o veículo em virtude da colisão.

ADOTE: g = 10m/s2

a) 10 vezes menor

b) 10 vezes maior

c) 15 vezes menor

d) 20 vezes maior

e) 25 vezes menor

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Questão 2

(UFMG) Um corpo de massa m está sujeito à ação de uma força F que o desloca segundo um eixo vertical em sentido contrário ao da gravidade. Se esse corpo se move com velocidade constante, é porque:

a) a força F é maior do que a da gravidade.

b) a força resultante sobre o corpo é nula.

c) a força F é menor do que a gravidade.

d) a diferença entre os módulos das duas forças é diferente de zero.

e) a afirmação da questão está errada, pois qualquer que seja F o corpo estará acelerado porque sempre existe a aceleração da gravidade.

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Questão 3

Sobre um corpo de massa igual a 20 kg atuam duas forças de mesma direção e sentidos opostos que correspondem a 60 N e 20 N. Determine a aceleração em que esse objeto movimenta-se.

a) 1 m/s2

b) 2 m/s2

c) 4 m/s2

d) 6 m/s2

e) 8 m/s2

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Questão 4

(UEL-PR) Um corpo de massa m é submetido a uma força resultante de módulo F, adquirindo aceleração a. A força resultante que se deve aplicar a um corpo de massa m/2 para que ele adquira aceleração 4a deve ter módulo:

a) F/2

b) F

c) 2F

d) 4F

e) 8F

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Questão 5

(AFA-SP) Durante um intervalo de tempo de 4s atua uma força constante sobre um corpo de massa 8,0kg que está inicialmente em movimento retilíneo com velocidade escalar de 9m/s. Sabendo-se que no fim desse intervalo de tempo a velocidade do corpo tem módulo de 6m/s, na direção e sentido do movimento original, a força que atuou sobre ele tem intensidade de:

a) 3,0 N no sentido do movimento original.

b) 6,0 N em sentido contrário ao movimento original.

c) 12,0 N no sentido do movimento original.

d) 24,0 N em sentido contrário ao movimento original.

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Questão 6

Um carro durante um trajeto de 400 m sofre um aumento de velocidade de 20 m/s para 40 m/s. Sabendo que a massa do veículo somada à massa de seus ocupantes corresponde a 1200 kg, determine a força necessária para proporcionar tal aceleração.

a) 1000 N

b) 1200 N

c) 1800 N

d) 600 N

e) 3000 N

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Questão 7

Um caminhão de 4000 kg acelera, partindo do repouso, até atingir uma velocidade de 20 m/s, tendo percorrido uma distância de 400 m. A força média responsável por impulsionar esse caminhão foi de:

a) 2000 N.

b) 4000 N.

c) 1500 N.

d) 3200 N.

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Questão 8

Um corpo é empurrado a partir do repouso por uma força F em um plano perfeitamente horizontal e sem atrito. Sabendo que a massa desse corpo é igual a 2,5 kg e que, depois de ter percorrido uma distância de 1,5 m, sua velocidade era de 2,0 m/s, o módulo da força F aplicada sobre esse corpo foi de aproximadamente:

a) 0,8 N.

b) 2,7 N.

c) 1,9 N.

d) 1,3 N.

e) 4,8 N.

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Questão 9

Quando aplicamos uma força resultante não nula sobre um corpo, ele passa a se mover com uma certa aceleração. A força resultante sobre esse corpo equivale a:

a) variação da sua quantidade de movimento em relação ao tempo.

b) variação da sua velocidade em relação ao tempo.

c) variação da sua posição em relação ao tempo.

d) variação da sua energia cinética em relação ao tempo.

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Questão 10

Sobre a 2ª lei de Newton, assinale a alternativa correta.

a) A força resultante sobre um corpo é nula, caso esse corpo se mova com aceleração constante.

b) A força resultante sobre um corpo é igual ao produto de sua massa pela sua aceleração.

c) Se a força resultante sobre um corpo for nula, esse corpo estará necessariamente em repouso.

d) Se a força resultante sobre um corpo for nula, esse corpo se moverá necessariamente com velocidade constante.

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Questão 11

Duas forças de 30 N e 40 N atuam perpendicularmente sobre um corpo de 20 kg. A aceleração obtida por esse corpo após a aplicação das forças é de:

a) 5,0 m/s².

b) 1,5 m/s².

c) 2,5 m/s².

d) 3,0 m/s².

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Questão 12

Sabe-se que uma força resultante de 2,0 N passa a atuar sobre um corpo que se encontrava em repouso e cuja massa é de 500 g, durante o intervalo de 10 s. Determine o espaço percorrido por esse corpo durante esse intervalo de tempo.

a) 1600 m

b) 400 m

c) 500 m

d) 200 m

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Respostas

Resposta Questão 1

LETRA “C”

Primeiramente vamos determinar o módulo da aceleração do veículo. Para isso, a velocidade de 162 km/h será transformada para m/s.

162 km/h ÷ 3,6 = 45 m/s

A partir do movimento uniformemente variado, podemos determinar a aceleração do veículo:

v = v0 + a.t

Das informações contidas no enunciado, sabemos que a velocidade final (v) é nula, a velocidade inicial (v0) é de 45m/s e a aceleração é negativa, já que ocorre uma diminuição de velocidade, portanto:

0 = 45 – a.t

a.t = 45

a = 45
     0,3

a = 150 m/s2

Aplicando a Segunda lei de Newton, podemos determinar a força feita pelo muro sobre o veículo.

FR = m.a

FR = 1200. 150

FR = 180.000 N

O peso do veículo é dado pelo produto de sua massa pela aceleração da gravidade, portanto:

P = m.g

P = 1200. 10

P = 12000 N

A razão entre a força feita pelo muro sobre o carro e o peso do carro é:

180.000 ÷ 12000 = 15

Portanto, o peso do carro é 15 vezes menor que a força feita pelo muro sobre o veículo.

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Resposta Questão 2

LETRA “B”

A Segunda lei de Newton mostra que, se não existir aceleração, não há aplicação de força resultante para os movimentos retilíneos. Como o corpo move-se com velocidade constante, podemos afirmar que a força resultante que atua sobre ele é nula.

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Resposta Questão 3

LETRA “B”

Como as forças que atuam sobre o corpo possuem sentidos opostos, podemos determinar a força resultante por meio de sua subtração.

FR = 60 – 20 = 40 N

Por meio da Segunda lei de Newton, a aceleração pode ser encontrada:

FR = m.a

40 = 20.a

a = 2 m/s2

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Resposta Questão 4

LETRA “C”

A partir da Segunda lei de Newton, podemos escrever que: F = m.a e F' = m . 4a
                                                                                                                2

F' = 2 m.a

Como m.a corresponde a F, podemos escrever que: F' = 2F.

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Resposta Questão 5

LETRA “B”

A partir do movimento uniformemente variado, podemos determinar a aceleração do corpo:

v = v0 + a.t

6 = 9 – a.4

a.4 = 6 – 9

4.a = 3

a = ¾ = 0,75 m/s2

Por meio da Segunda lei de Newton, temos:

F = m.a

F = 8 . 0,75 = 6 N

Como após a aplicação da força a velocidade do corpo diminuiu, podemos concluir que a força é oposta ao movimento original do móvel.

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Resposta Questão 6

LETRA “C”

A aceleração do veículo pode ser determinada por meio da equação de Torricelli:

V2 = V02 + 2.a.Δs

402 = 202 + 2.a.400

1600 = 400 + 800.a

800.a = 1600 – 400

800.a = 1200

a = 1200 / 800

a = 1,5 m/s2

A partir da aplicação da Segunda lei de Newton, podemos definir a força.

FR = m . a

FR = 1200 . 1,5

FR = 1800 N

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Resposta Questão 7

Para resolvermos a questão, é necessário calcular a aceleração do caminhão para que, em seguida, calculemos a força que atua sobre ele. Para isso, usaremos a equação de Torricelli.

Depois de termos calculado a aceleração, basta descobrirmos a intensidade da força por meio da segunda lei de Newton.

Com base no cálculo, podemos afirmar que a alternativa correta é a letra A.

 

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Resposta Questão 8

O primeiro passo para resolvermos o exercício é determinar o módulo da aceleração que o corpo desenvolve. Para isso, usaremos a equação de Torricelli.

Depois de termos calculado a aceleração, aplicamos a segunda lei de Newton e descobrimos que a força resultante sobre o corpo teve um valor de aproximadamente 1,9 N, portanto a resposta correta é a letra C.

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Resposta Questão 9

De acordo com o teorema do impulso, a força resultante sobre um corpo é equivalente à variação temporal da quantidade de movimento. Essa é uma das formas de se enunciar a segunda lei de Newton. Sendo assim, a alternativa correta é a letra A.

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Resposta Questão 10

Vamos analisar as afirmativas.

a) FALSA. Se um corpo se move com aceleração constante, a força resultante sobre ele não pode ser nula.

b) VERDADEIRA.

c) FALSA. Se a força resultante sobre um corpo for nula, esse corpo poderá tanto estar se movendo com velocidade constante quanto poderá estar em repouso.

d) FALSA. Idem.

Com base nas respostas acima, verifica-se que a resposta correta é a letra B.

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Resposta Questão 11

Para calcular a força resultante sobre o corpo, uma vez que as duas forças em questão são perpendiculares entre si, é necessário que apliquemos o teorema de Pitágoras. Depois disso, podemos calcular o módulo da força resultante por meio da segunda lei de Newton.

Para calcular a força resultante sobre o corpo, uma vez que as duas forças em questão são perpendiculares entre si, é necessário que apliquemos o teorema de Pitágoras. Depois disso, podemos calcular o módulo da força resultante por meio da segunda lei de Newton.   Título: Cálculo – exercício 11  Com base no resultado obtido no cálculo anterior, descobrimos que a aceleração desenvolvida pelo corpo é de 2,5 m/s², portanto a alternativa correta é a letra C.

Com base no resultado obtido no cálculo anterior, descobrimos que a aceleração desenvolvida pelo corpo é de 2,5 m/s², portanto a alternativa correta é a letra C.

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Resposta Questão 12

Primeiramente precisamos calcular qual é a aceleração sofrida pelo corpo. Faremos isso usando a segunda lei de Newton. Depois disso, basta utilizarmos a função horária do deslocamento do movimento uniformemente variado.

De acordo com o cálculo, o deslocamento sofrido pelo corpo é de 200 m, logo a resposta correta é a letra D.

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