Fórmula da Lei de Newton

Exemplos de perguntas e fórmulas para as leis de Newton

Primeira Lei de Newton

1. Uma pessoa está em um elevador que se move a uma velocidade constante para cima. A pessoa pesa 800 N. De repente, o cabo de aço que puxa o elevador se rompe, fazendo com que o elevador caia. Força normal Do andar do elevador até a pessoa imediatamente antes e depois do cabo de aço se romper é…

1. 800 N e 0
2. 800 N e 800 N
3. 1600 N e 0
4. 1600 N e 800 N

Discussão
Sabe-se que:
Peso (w) = 800 Newtons
Pergunta: Qual é a força normal (N) que atua sobre a pessoa imediatamente antes e depois da ruptura do cabo de aço?
Resposta:
Momentos antes do cabo de aço se romper
Quando uma pessoa está no chão do elevador, a força da gravidade atua sobre ela, com a direção para baixo (observe a ilustração abaixo). Como a pessoa está parada dentro do elevador, deve haver uma força normal que equilibra seu peso, sendo essa força ascendente e de mesma magnitude que a gravidade. A força normal que o chão exerce sobre a pessoa também atua sobre ela.
Como a pessoa está parada dentro do elevador e o elevador está se movendo a uma velocidade constante (sem aceleração), a força resultante que atua sobre a pessoa é zero.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Newton

Após o cabo de aço se romper
Após o rompimento do cabo de aço, o elevador e a pessoa caem livremente juntos, onde a magnitude e a direção da aceleração da queda livre do elevador e da pessoa são iguais à aceleração da gravidade na Terra. O elevador e a pessoa caem livremente juntos, de modo que não há força normal exercida pelo piso do elevador sobre a pessoa. A pessoa está caindo e seus pés não conseguem pressionar o piso do elevador porque o elevador também está caindo.
A resposta correta é A.

2. Três forças, cada uma com magnitude F₁ = 22 N, F₂ = 18 N e F₃ Uma força de 40 N é aplicada a um bloco de madeira. As forças que atuam sobre o bloco, que obedecem à primeira lei de Newton, são mostradas na figura...

Discussão

Primeira Lei de Newton: Força resultante (ΣF) = 0.

A. F₁ + F₂ - F₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

B. F₂ + F₃ - F₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (para a direita)

C. F₂ + F₃ - F₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (para a direita)

D. F₁ + F₃ - F₂ = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (para a esquerda)

A resposta correta é A.

Segunda Lei de Newton

3.
Veja a imagem!
Um bloco de 40 kg é puxado com uma força de 200 N, resultando em uma aceleração de 3 m/s².² Portanto, a magnitude da força de atrito que atua sobre o objeto/bloco é...

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

Discussão
Sabe-se que:
Massa (m) = 40 kg
Força (F) = 200 N
Aceleração (a) = 3 m/s²
Pergunta: Qual a magnitude da força de atrito (F)?_g)
Resposta:
Fórmula da segunda lei de Newton:
∑F = ma
Descrição: ∑F = força resultante, m = massa, a = aceleração

A direção da força F é para a direita, enquanto a direção do atrito é para a esquerda (a direção do atrito é oposta à direção do movimento do objeto). A direção para a direita é escolhida como positiva e a direção para a esquerda como negativa.
∑F = ma
F-F_g = ma
200 - F_g = (40)(3)
200 - F_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 Newton
A resposta correta é D.

4. O bloco A, com massa de 100 gramas, é colocado sobre o bloco B, com massa de 300 gramas. Em seguida, o bloco B é empurrado verticalmente para cima por uma força de 5 N. Se os blocos não se moverem mutuamente, a magnitude da força normal exercida pelo bloco B sobre o bloco A é...

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

Discussão
Sabe-se que:
Força de empuxo (F) = 5 Newtons
Massa do bloco A (m_A) = 100 gramas = 0,1 kg
Massa do bloco B (m_B) = 300 gramas = 0,3 kg
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Peso do bloco A (w_A) = (0,1 kg)(10 m/s²) = 1 kg m/s² = 1 Newton
Peso do bloco B (w_B) = (0,3 kg)(10 m/s²) = 3 kg m/s² = 3 Newton

Pergunta: Qual é a força normal exercida pelo bloco B sobre o bloco A?
Resposta:
Existem diversas forças atuando em ambos os blocos, conforme mostrado na figura abaixo.
F = força de empuxo (atuando no bloco B)
w_A = a força da gravidade do bloco A (atuando sobre o bloco A)
w_B = o peso do bloco B (atuando sobre o bloco B)
N_A = força normal exercida pelo bloco B sobre o bloco A (atuando sobre o bloco A)
N_A' = força normal exercida pelo bloco A sobre o bloco B (atuando sobre o bloco B)

Considere ambos os blocos como um único sistema:
Aplique a segunda lei de Newton a ambos os blocos:
∑F = ma
F – w_A - W_B + N_A - N_A' = (m_A +m_B) para
N_A e N_A' é uma força de ação e reação que tem a mesma magnitude, mas direção oposta, portanto é eliminada da equação.
F – w_A - W_B = (m_A +m_B) para
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) a
5 – 4 = (0,4) a
1 = (0,4) a
a = 1 / 0,4
a = 2,5 m / s²
A presença de uma força (F) de 5 Newtons atuando verticalmente para cima em ambos os blocos faz com que ambos os blocos se movam verticalmente para cima com uma aceleração de 2,5 m/s².².

Considere o bloco A:
Aplique a segunda lei de Newton ao bloco A:
∑F = ma
N_A - W_A =m_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 Newton
A força normal exercida pelo bloco B sobre o bloco A é de 1,25 Newton.
A resposta correta é B.

Terceira Lei de Newton

5. Preste atenção à seguinte afirmação!

(1) Os passageiros foram empurrados para a frente quando o ônibus, que estava se movendo de forma constante, freou bruscamente de repente.

(2) A pilha de livros em cima do papelão não cairá quando o papelão for puxado rapidamente.

(3) Ao andar de skate, quando o pé livre empurra o chão para trás, o skate deslizará para a frente.

(4) O remo do barco é empurrado para trás, o barco se move para frente.

A afirmação acima, que está de acordo com a terceira lei de Newton, é...

A. (1) e (2)

B. (1) e (3)

C. (2) e (3)

D. (3) e (4)

Discussão

(1) Primeira lei de Newton

(2) Primeira lei de Newton

(3) Terceira lei de Newton

(4) Terceira lei de Newton

A resposta correta é D.

Fonte da pergunta:

Questões do Exame Nacional de Ciências para o Ensino Fundamental II/Ensino Fundamental II Islâmico

Perguntas de Física para o Ensino Fundamental II (OSN)