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aula 06

Leis de Newton I

© Pattanawit Chan / / 123RF.

Interações de corpos distantes

Mesmo não estando em contato, os corpos podem estar submetidos a forças de naturezas diversas, como a força gravitacional, elétrica e magnética, por exemplo. A magnitude, direção e sentido dessas forças dependem de propriedades dos corpos (massa, carga elétrica) e de fatores geométricos (distância entre os corpos).

Interações de contato

Como dois corpos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo, surgem interações de contato entre eles, interações como a força normal, força de atrito, força elástica e de tração por exemplo. A magnitude dessas forças varia com o coeficiente de atrito da superfície, inclinação da superfície e constante elástica de uma mola.

Primeira Lei de Newton

Também conhecida como Lei da Inércia, a Primeira Lei de Newton trata do equilíbrio estático e dinâmico dos corpos. A inércia de um corpo é diretamente proporcional à sua massa, e pode ser interpretada como a resistência ao movimento ou à parada deste corpo.

Um exemplo de aplicação desta Lei, é quando o motorista de um carro, que é projetado para trás quando o carro é acelerado, e projetado para frente quando o carro é freado, pois quando estava em repouso ou em movimento uniforme, o motorista por inércia deveria continuar em repouso ou em movimento uniforme, se não houvesse nenhuma força externa aplicada sobre ele.

Segunda Lei de Newton

Em corpos em repouso ou movimento retilíneo uniforme, a resultante das forças atuantes sobre eles é nula. A variação do vetor velocidade em qualquer corpo de massa não nula, gera uma força resultante sobre o corpo. Esta força resultante é representada por:

\[\overrightarrow{F}\ = \ m\ \cdot \ \overrightarrow{a}\]

Terceira Lei de Newton

Conhecida também por Princípio da Ação e Reação, a Terceira Lei de Newton é caracterizada pelo fato das forças de interação entre dois corpos aparecerem pareadas, ou seja, se um corpo A causa uma força  em um corpo B, o corpo B causará em no corpo A uma força  de mesmo módulo e direção, mas sentidos contrários. Um exemplo comum da Terceira Lei de Newton é a colisão de dois automóveis. Se apenas um dos automóveis estivesse sujeito à força  da colisão, apenas este automóvel seria danificado pela força provinda da colisão.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

(PUC-MG) De acordo com a terceira lei de Newton, a toda força corresponde outra igual e oposta, chamada de reação. A razão por que essas forças não se cancelam é:

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01

(UFPel) Considere que um caminhão-tanque, ao abastecer um posto de gasolina, se encontra em repouso, apoiado sobre um piso plano e horizontal, sem atrito. É correto afirmar que a menor força capaz de deslocar esse caminhão é

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02

(PUC-MG) Um automóvel, com uma massa de 1200 kg, tem uma velocidade de 72 km/h quando os freios são acionados, provocando uma desaceleração constante e fazendo com que o carro pare em 10s. A intensidade da força aplicada ao carro pelos freios vale, em newtons:

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03

(PUC-RJ) Um paraquedista salta de um avião e cai em queda livre até sua velocidade de queda se tornar constante. Podemos afirmar que a força total atuando sobre o paraquedista após sua velocidade se tornar constante é:

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04

(PUC-MG) Um trator, com velocidade constante, puxa horizontalmente um tronco de árvore por meio de uma corrente, exercendo sobre ela uma força de 1000 N. Considerando-se que o tronco tem um peso 1500 N, a força resultante sobre o tronco vale:

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05

(UFRS-RS) A massa de uma partícula X é dez vezes maior do que a massa de uma partícula Y. Se as partículas colidirem frontalmente uma com a outra, pode-se afirmar que, durante a colisão, a intensidade da força exercida por X sobre Y, comparada à intensidade da força exercida por Y sobre X, será:

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06

(UNESP-SP) Sob a ação de forças convenientes, um corpo executa um movimento qualquer. Apontar a proposição incorreta. É necessária uma força resultante não nula;

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07

(UDESC) O airbag e o cinto de segurança são itens de segurança presentes em todos os carros novos fabricados no Brasil. Utilizando os conceitos da Primeira Lei de Newton, de impulso de uma força e variação da quantidade de movimento, analise as proposições.

I  - O airbag aumenta o impulso da força média atuante sobre o ocupante do carro na colisão com o painel, aumentando a quantidade de movimento do ocupante.

II  - O airbag aumenta o tempo da colisão do ocupante do carro com o painel, diminuindo assim a força média atuante sobre ele mesmo na colisão.

III - O cinto de segurança impede que o ocupante do carro, em uma colisão, continue se deslocando com um movimento retilíneo uniforme.

IV - O cinto de segurança desacelera o ocupante do carro em uma colisão, aumentando a quantidade de movimento do ocupante.

Assinale a alternativa correta.

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08

(PUC-MG) A respeito do conceito de inércia, pode-se dizer que:

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09

(PUC-PR) Um corpo gira em torno de um ponto fixo preso por um fio inextensível e apoiado em um plano horizontal sem atrito. Em um determinado momento, o fio se rompe.

É correto afirmar:

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EXERCÍCIOS EXTRAS

(UFC-CE) Um pequeno automóvel colide frontalmente com um caminhão cuja massa é cinco vezes maior que a massa do automóvel. Em relação a essa situação, marque a alternativa que contém a afirmativa correta.

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01

(UFOP-MG) Qual par de forças abaixo representa um par de ação e reação?

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02

(UNCISALAL) Um copo encontra-se em repouso sobre uma mesa horizontal, num local em que a aceleração da gravidade é constante. É correto afirmar que:

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03

(UFSM-RS) O conceito de referencial inercial é construído a partir dos trabalhos de Galileu Galilei e Isaac Newton, durante o século XVII.

Sobre esse conceito, considere as seguintes afirmativas:

I - Referencial é um sistema de coordenadas e não um corpo ou conjunto de corpos.

II - O movimento é relativo, porque acontece de modo diferente em diferentes referenciais.

III - Fixando o referencial na Terra, o Sol se move ao redor dela.

Estão correta(s)

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04

(UEL-PR) Um observador vê um pêndulo preso ao teto de um vagão e deslocado da vertical como mostra a figura a seguir.

Sabendo que o vagão se desloca em trajetória retilínea, ele pode estar se movendo de

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05

(UFSM) Duas pessoas jogam “Cabo de Guerra” onde cada uma puxa a extremidade de uma mesma corda. O jogo está empatado, pois cada jogador aplica, na extremidade da corda, em sentidos opostos, forças de 80 kgf. A tensão que a corda está suportando equivale a, em kgf:

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06

(ITA-SP) Dois dinamômetros A e B, estão ligados como mostra a figura. Sejam F1 e F2 as leituras dos dinamômetros A e B, respectivamente, quando se aplica uma força F na extremidade livre do dinamômetro B. Nestas condições, podemos afirmar que:

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07

(PUC-RJ) Existem bolas de boliche de diversas massas. Suponha que você jogue, com forças iguais, três bolas, uma de cada vez. A primeira tem massa m1=m, a segunda m2=m/2 e a terceira m3=2m. Suas respectivas acelerações são:

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08

(UESPI-PI) Segundo a primeira lei de Newton, é correto afirmar que:

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09

(UFT-TO) Assinale a afirmativa abaixo que NÃO é sempre verdadeira:

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10

(UFV) Um elevador ora se encontra em repouso, ora sobe com velocidade de módulo constante V,  ora desce com velocidade de módulo constante 2V. Indicando-se por T0 , T1 e T2, respectivamente, as trações no cabo desse elevador quando ele está parado, ou subindo ou descendo nessas condições, é CORRETO afirmar que a relação entre essas tensões é:

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11

(FATEC-SP) Julgar:

I - Um atleta arremessa uma bola para a frente exercendo nela uma força de 100N; simultaneamente a bola exerce no atleta uma força oposta de igual intensidade.

II - Necessariamente a reação da bola sobre o atleta acelera este para trás.

III - Nas interações entre os corpos, as forças de ação e reação se equilibram.

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12

(UFC) As forças de ação e reação (terceira lei de Newton) não se anulam mutuamente porque têm módulos diferentes.

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13

(ITA-SP) Um guincho que está rebocando um carro está acelerando numa estrada plana e reta. Nestas condições, a intensidade da força que o guincho exerce sobre o carro é:

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14

(PUC-PR) Um pedaço de ferro é colocado próximo de um ímã, conforme a figura a seguir:

Assinale a alternativa correta:

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15

(PUC-MG) Quando um cavalo puxa uma charrete, a força que possibilita o movimento do cavalo é a força que:

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16

(UERJ-RJ) Um asteroide A é atraído gravitacionalmente por um planeta P. Sabe-se que a massa de P é maior do que a massa de A.

Considerando apenas a interação entre A e P, conclui-se que:

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17

(UNIUBE-MG) O princípio da ação e reação explica o fato de que:

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18

(ACAFE-SC) Assinale a alternativa correta.

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19

(UFRN-RN) Considere as forças que agem no processo de tratamento de água: a força que a água exerce sobre as partículas, a que o peso das partículas exerce sobre a Terra, a que as partículas exercem sobre a água e a que o peso da água exerce sobre a Terra.

Com base na 3ª Lei de Newton, é correto afirmar que formam um par ação-reação o empuxo e a força que

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