AS LEIS DE NEWTON

Logo no início da canção, o autor diz estar “flutuando por aí em êxtase”. Imaginemos que o cantor Freddie Mercury, cuja massa era de aproximadamente 72 Kg “flutuasse”, imóvel em relação à Terra, com a ajuda de um balão preso a ele através um cabo de aço inextensível.

Sabendo que a gravidade é de 10 m/s², qual seria a força de tensão neste cabo?

• 540 N

• 720 N

• 800 N

• 920 N

Na teoria de Newton, o conceito de força desempenha um importante papel para o estudo dos movimentos dos objetos. Esse conceito pode ser associado à capacidade de colocar um objeto em movimento bem como de trazê-lo ao repouso.

Com base nessa teoria, o airbag – dispositivo de segurança dos automóveis que aciona uma reação química produtora de um gás capaz de encher rapidamente um balão de ar – diminui o risco de morte durante as colisões, devido a sua capacidade de

• a) reduzir o valor da inércia do ocupante do veículo.

• b) direcionar o impacto para a estrutura metálica do veículo.

• c) aplicar uma força no mesmo sentido de movimento do carro.

• d) aumentar o tempo necessário para o ocupante do carro entrar em repouso.

Um corpo de massa 3Kg encontra-se em repouso sobre uma trajetória retilínea. Sob ação de uma força resultante, constante, atinge, após 8 segundos, a velocidade de 144 Km/h. A intensidade da força resultante que age no corpo, em é

• 3

• 12

• 9

• 6

• 15

Eu vou para longe, onde não exista gravidade

Pra me livrar do peso da responsabilidade

De viver nesse planeta doente

E ter que achar a cura da cabeça e do coração da gente

Chega de loucura, chega de tortura

Talvez aí no espaço eu ache alguma criatura inteligente

Aqui tem muita gente, mas eu só encontro solidão

Ódio, mentira, ambição

Estrela por aí é o que não falta, astronauta

A Terra é um planeta em extinção

Eu vou pro mundo da lua

Que é feito um motel

Aonde os deuses e deusas

Se abraçam e beijam no céu

(Gabriel, o Pensador, Astronauta)

Os dois primeiros versos de um trecho da música de Gabriel, o Pensador, fazem uma correlação entre gravidade e peso.

Este astronauta quer ir “pro mundo da lua”, em que a gravidade é seis vezes menos do que a gravidade na Terra.

Se ele tem 90 Kg em nosso Planeta, onde a gravidade pode ser considerada como de 10 m/s², na Lua seu peso será:

• 900 N

• 150 N

• 90 Kg

• 15 Kg

Vinícius observa duas crianças, Caio e João, empurrando uma caixa de brinquedos. Relembrando a aula de Ciências que teve pela manhã, ele observa o deslocamento da caixa e faz um desenho representando as forças envolvidas nesse processo, conforme a figura.

Considerando que a caixa esteja submetida a duas forças horizontais, nos sentidos representados na figura, de intensidades F1 = 100 N e F2 = 75 N, ficou pensando em como poderia evitar o deslocamento da caixa, fazendo com que ela ficasse em equilíbrio (parada).

Concluiu, então, que para isso ocorrer, uma outra criança deveria exercer uma força de intensidade igual a

• 100 N, junto com João.

• 100 N, junto com Caio.

• 75, junto com João.

• 25 N, junto com Caio.

• 25 N, junto com João.

Leia com atenção o texto que segue.

“Galileu fez outra grande descoberta. Ele mostrou que Aristóteles estava também errado quando considerava que fosse necessário exercer forças sobre os objetos para mantê-los em movimento. Embora seja necessária uma força para dar início ao movimento, Galileu mostrou que, uma vez em movimento, nenhuma força é necessária para manter o movimento – exceto a força necessária para sobrepujar o atrito. Quando o atrito está ausente, um objeto em movimento mantém-se em movimento sem a necessidade de qualquer força.”

HEWITT, P. G. Fundamentos de Física Conceitual. 1ª ed. – Porto Alegre: Bookman, 2003. p. 50.

O texto refere-se a uma questão central no estudo do movimento dos corpos na Mecânica Newtoniana, que é a propriedade dos corpos manterem o seu estado de movimento.

Essa propriedade é conhecida como

• a) força.

• b) massa.

• c) inércia.

• d) velocidade.

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:

O salto em distância é uma modalidade olímpica de atletismo em que os competidores combinam velocidade, força e agilidade para saltarem o mais longe possível a partir de um ponto pré-determinado. Sua origem remonta aos Jogos Olímpicos da Antiguidade. Nos Jogos Olímpicos da Era Moderna ele é disputado no masculino desde a primeira edição, em Atenas no ano de 1896, e no feminino desde os jogos de Londres, em 1948.

Foi apenas na 5ª edição das Paraolimpíadas, em Toronto (Canadá), em 1976, que atletas amputados ou com comprometimento visual puderam participar pela primeira vez. Com isso, o atletismo passou a contar com as modalidades de salto em distância e salto em altura.

A Física está presente no salto em distância, de forma simplificada, em quatro momentos:

1º momento: Antes de saltar o indivíduo corre por uma raia, flexiona as pernas, dando um último passo, antes da linha que limita a área de corrida, que exerce uma força contra o chão. Desta forma o atleta faz uso da Terceira Lei de Newton, e é a partir daí que executa o salto.

2º momento: A Segunda Lei de Newton nos deixa claro que, para uma mesma força, quanto maior a massa corpórea do atleta menor sua aceleração, portanto, atletas com muita massa saltarão, em princípio, uma menor distância, se não exercerem uma força maior sobre o chão, quando ainda em contato com o mesmo.

3º momento: Durante a fase de voo do atleta ele é atraído pela força gravitacional e não há nenhuma força na direção horizontal atuando sobre ele, considerando que a força de atrito com o ar é muito pequena. No pouso, o local onde ele toca por último o solo é considerado a marca para sua classificação (alcance horizontal).

4º momento: Chegando ao solo, o atleta ainda se desloca, deslizando por uma determinada distância que irá depender da força de atrito entre a região de contato com o solo, principalmente entre a sola da sua sapatilha e o pavimento que constitui o piso. No instante em que o atleta para completamente, a resultante das forças sobre ele é nula.

No terceiro momento, é importante destacar que sendo a força de atrito com o ar muito pequena, não há nenhuma força na direção horizontal atuando sobre ele. Este fato tem uma importante consequência sobre o rendimento do atleta: durante a fase de voo, o centro de gravidade do atleta move-se com velocidade horizontal constante!

Isto é uma consequência direta de qual lei de movimento enunciada no século XVII?

• a) Inércia.

• b) Ação e reação.

• c) Gravitação Universal.

• d) Relatividade Restrita.

Durante um teste de desempenho, um carro de massa alterou sua velocidade, conforme mostra o gráfico abaixo.

Considerando que o teste foi executado em uma pista retilínea, pode-se afirmar que força resultante que atuou sobre o carro foi de

• 1200 N

• 2400 N

• 3600 N

• 4800 N

• 6000 N

Em um dos filmes do Homem Aranha ele consegue parar uma composição de metrô em aproximadamente 0,6s. Considerando que a massa total dos vagões seja de 30000 Kg e que sua velocidade inicial fosse de 72 Km/h o módulo da força resultante que o herói em questão deveria exercer em seus braços seria de

• 10000 N

• 15000 N

• 20000 N

• 25000 N

• 30000 N

A imagem mostra um garoto sobre um skate em movimento com velocidade constante que, em seguida, choca-se com um obstáculo e cai.

A queda do garoto justifica-se devido à(ao)

• a) princípio da inércia.

• b) ação de uma força externa.

• c) princípio da ação e reação.

• d) força de atrito exercida pelo obstáculo.