Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre aplicações dos conceitos das três leis de Newton
Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre aplicações dos conceitos das três leis de Newton
01-A
02- Como não existe atrito, qualquer força horizontal, por menor que seja, moverá o caminhão-tanque R- E.
03- I – Falso – só no trecho AB o movimento retilíneo acelerado ( a aceleração e a velocidade vetoriais tem direção vertical e sentido para o norte)
II – Correta — AB – vide I, e EF — movimento retardado (a velocidade tem direção vertical e sentido para o Sul e a aceleração tem sentido contrário, pois está freando-0)
III – Correta – Nesses trechos de MCU, a aceleração é centrípeta e dirigida para o centro da circunferência.
R- D
04- V=Vo + a.t — 0=20 + a.10 — a=-20/10 — a=-2m/s2(negativa pois está freando).
F=ma — F=1.200.(-2) — F=-2.400N (negativa pois é contrária ao movimento) — intensidade ( 2.400N ) R- B
05- O exercício quer h em função de H, F, m e g.
-Queda livre de X=H-h — Torricelli — V2=Vo2 + 2.a.DS — V2=0 + 2.g.X — V=Ö(2.g.(H-h))
– No início de h, onde Vo=Ö(2.g.(H-h)), a força F é acionada, adquire nova aceleração a e chega com V=0 no solo. — Torricelli — V2=Vo2+2.a.DS — 0= (Ö(2.g.(H-h)))2+2.a.h — a=g(H-h)/h I (aceleração de queda no trecho H)
-Forças que agem sobre ele no trecho h
Desce freando (FR para cima) com aceleração de módulo a, de modo que: FR=m.a — F-P=m.a — m.g + F = m.a —
a=(F-m.g)/m II
Igualando I com II — g(H-h)/h=( -m.g+F)/m — mgH=Fh — h=mgh/F
06- C
07- E
08- a) Admitindo que o engate seja um elemento ideal (m = 0) de transmissão de forças, conclui-se que a resultante das forças no primeiro engate é nula.
b) Torricelli — V2 = 02 + 2.10.45 — v = 30 m/s.
09- B
10- A
11- D
12- A
13- C
14- P – esquerda, Q – direita, R – direita e S – esquerda.
15- C
16- Decompondo na vertical e na horizontal os vetores inclinados (figura abaixo), verificamos que a intensidade da força resultante é de 4N.
F=m.a — 4=1.a — a=4m/s2, vertical e para cima R- E
17- Pela equação de Torricelli — V2=Vo2 + 2.a.DS — 25=0 + 2. a. 25 — a=0,5m/s2.
Pela equação fundamental da dinâmica — F = m.a — F = (100 + 60).0,5 = 160.0,5 =80 N
18- C
19- C
20- A
21- C
22- E
23- 
24- 1o trecho – movimento acelerado com aceleração constante e positiva e consequentemente a força também será constante e positiva.
2o trecho – velocidade constante — a=0 — F=0
3o trecho – movimento retardado com aceleração constante e negativa e consequentemente a força também será constante e negativa.. R- C
25- a=DS/Dt — a=(30-0)/30 — a=1m/s2 — F=ma — F=1200.1 — F=1200N R- B
26- B
27- a) Ação e reação
b) v = DS/Dt — (100/3,6) =DS /0,2 — DS= 27,77.0,2 = 5,5 m
28- B
29- C
30- B
31- As forças que agem sobre o foguete são seu peso P=mg — P=1.500.10 — P=15.000N, e a força propulsora F=85.000N
FR=m.a — 85.000 – 15.000 = 1.500.a — a=80.000/1.500 — a=53,3m/s2 R- E
32- C
33- R-A — porque se a mosca se mover na vertical suas asas aplicarão forças verticais no ar do interior do balão, desequilibrando o sistema.
34- D
35- D
36- Durante a descida (desprezando-se as forças dissipativas) os dois blocos descem sujeitos à mesma aceleração que é a da gravidade e, portanto chegam juntos ao ponto Q — R- A
37- Observe que o ventilador e a vela estão fixos no mesmo barco (mesmo corpo) — R- D
38- R- D — veja teoria
39- A afirmação I não está de acordo com o texto apresentado — a afirmação II está de acordo com o texto — a afirmação III está de acordo com o texto, até porque, algumas estrelas estão tão distantes que temos a sensação que estão fixas.
R- D
40- I. Correta — ela está em equilíbrio dinâmico e, a força resultante sobre ela é nula.
II. Falsa — veja I.
III. Falsa — a reação à 
está no agente externo que a está aplicando sobre o bloco.
R- A
41- R- A — veja teoria
42- R- A — veja teoria
43- As forças de ação e reação possuem a mesma intensidade mas podem produzir efeitos diferentes — quem sofre maior avaria é o carro, pois seu material tem menor resistência mecânica que o material que constitui o caminhão — R- B
44- Observe que no trecho BC o carro está em movimento progressivo (velocidade positiva) e retardando(freando) pois a intensidade da velocidade está diminuindo — assim, a força resultante e consequentemente a aceleração é contrária ao movimento (à velocidade) — R- C
45- R- B — veja teoria
46- R- A — veja teoria
47- Observe na figura abaixo os pares ação e reação e lembre-se de que as forças 
e 
que estão aplicadas no bloco não constituem
par ação e reação, pois estão aplicadas no mesmo corpo e se anulam — R- B
48- R- E — Referencial é um sistema de referência (sistema de coordenadas) que localizam, num dado instante um corpo ou conjunto
de corpos.
49- A força resultante sobre a caixa de metal é a força de atrito (horizontal) — segunda Lei de Newton — Fat=F =ma — Fat = -15 N — m=3kg — 15=3.a — a=5m/s2 — como a velocidade da caixa vai diminuindo a aceleração é negativa — a=-5m/s2 —
usando Torricelli — V2 = Vo2 + 2.a.ΔS — V2=122 + 2.(-5).4,4=144 – 44 — V=10m/s — R- C
50- Dados: D = 5 mm = 5.10-3 m; g = 10 m/s2; p = 3 e dágua= 1 g/cm3 = 103 kg/m3 — volume da esfera — V =4/3(πR3)=(4/3)π(D/2)3 — V=π.D3/6 — na iminência de a gota cair, as forças que agem sobre ela (peso e tensão superficial máxima) se equilibram —
Tmáx = P = mg — m = d.V — Tmáx=dágua.Vgota.g=103.3.(5.10-3)3/6 — Tmáx=103.(125.10-9/2).10 — Tmáx=6,25.10-4N — R- B
51- P=mg — 800=m.10 — m=80kg — FR=ma — após o empurrão a resultante horizontal sobre ele é a força de atrito de intensidade 40N — 40=80ª — a=0,5m/s2
52- A condição para que o tempo seja mínimo é que o corpo tenha durante certo intervalo de tempo a máxima aceleração dirigida para cima e, no tempo restante, a máxima aceleração dirigida para baixo, ficando no repouso nas posições inicial e final — acelera para cima — máxima aceleração dirigida para cima, ocorre quando a tração na corda tiver intensidade N1=nMg — FR=Ma1 — N1 – P=M.a1 —
P=M.a1 — nMg – Mg=Ma1 — a1=g(n – 1) — máxima velocidade — Vmax=Vo + a1.T1=0 + g(n – 1)T1 — Vmax=g(n – 1).T1 — deslocamento na subida=área — h1=b.h/2=(T1 – 0).Vmax/2 — h1=T1.g(n – 1)T1/2 — h1=g(n – 1).T12 — segunda etapa — o corpo acelera para baixo e a tração na corda é nula — h=Vot + at2/2 — h2=VmáxT2 – gT22/2=g(n – 1)T1.T2 – gT22/2 —
V=Vo + at — 0=Vmax – gT2 — 0=g(n – 1)T1 – gT22/2 — T2=(n – 1).T1 — deslocamento total — H=h1 + h2 —
H=g(n – 1).T12/2 + g(n – 1)T1T2 – gT22/2 — substituindo T2=(n – 1)T1 — 2H/g(n – 1)=(1 + 2n – 2 – n +1)T12 —
T2=(n – 1).√2H/g.n(n – 1) — tempo mínimo pedido — T=T1 + T2 — T=√2H/g,n(n – 1) + (n – 1)√2H/g.n(n – 1) — T=√2nH/g(n – 1) — R- B
53-A. Falsa — a Terceira Lei de Newton se refere ao Princípio da Ação e Reação de enunciado: “Quando um corpo exerce uma força sobre outro, simultaneamente este outro reage sobre o primeiro aplicando-lhe uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário”, estas duas forças são aplicadas em corpos diferentes e jamais se anulam apesar de terem a mesma intensidade.
B. Falsa — Esta expressão f=μ.N só pode ser aplicada quando a força de atrito 
tiver intensidade máxima, o que pode não ser o caso.
C. Falsa — devem realmente ser iguais, mas não para satisfazer a Segunda Lei de Newton, mas à Primeira lei de Newton (Princípio da Inércia): “Todo corpo que esteja em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (movendo-se em trajetória reta com velocidade vetorial constante), tende a continuar nestes estados se a força resultante que age sobre ele for nula”.
D. Falsa. Elas tem a mesma intensidade, mesma direção mas sentidos opostos.
E- Verdadeira — como 
e 
se anulam, resultante das forcas , e é que é oposta a forca 
e possui a mesma intensidade desta.
R- E.
54-
I. Correta — como a maçã está em equilíbrio (repouso) presa ao galho a força resultante 
sobre ela deve ser nula e, para
que isso ocorra seu peso 
(vertical e para baixo) dever ser anulado pela força de tração 
no cabinho.
II. Falsa — sem atrito a maçã cai sujeita à aceleração da gravidade g, independente de sua massa (P=m.g – g é a mesma) — assim, desprezando-se os atritos,todos os corpos chegam com a mesma velocidade e ao mesmo tempo ao solo, independe de sua massa — com atrito, a intensidade da força resultante sobre ela FR=P – Fat=m.a.
III. Correta — trata-se do princípio da ação e reação (forças trocadas entre o centro da Terra e a maçã).
R- C
55-A) Falsa — isso só é válido se o movimento for acelerado — se for retardado eles tem sentidos opostos.
B) Falsa — elas jamais se anulam, pois são aplicadas em corpos diferentes.
C) Correta — trata-se do princípio da inércia (Primeira Lei de Newton).
D) Falsa — trata-se do princípio da ação e reação (Terceira Lei de Newton).
R- C
56-
Como o movimento das partículas é aleatório, ou seja, elas podem se movimentar em qualquer direção e qualquer sentido, e elas impulsionam as palhetas, estas também devem se mover aleatoriamente, ora no sentido horário, hora no anti-horário, que, sem a presença do peso tende a uma situação de equilíbrio — por esse motivo, o inventor colocou uma engrenagem que trava o motor quando ele tentar se mover no sentido anti-horário, para que ele não desça e seja puxado, com o movimento ocorrendo somente num sentido (horário), determinando o movimento e elevando o peso — R- D.