Isaac Newton foi um dos principais físicos de toda a história, com atuação também em ciências como Matemática e Filosofia. Algumas de suas teorias são utilizadas até hoje e se tornaram leis, ou seja, incontestáveis no meio científico.
Dentre as teorias estão o binômio de Newton, a lei da gravitação universal, o cálculo diferencial e integral e as leis de Newton: lei da inércia, princípio fundamental da dinâmica e lei da ação e reação.
Newton nasceu na Inglaterra, em 1643 e, após anos de estudos, desenvolveu a lei da gravidade após uma maçã cair sobre sua cabeça, gerando a reflexão sobre toda a questão física que justificasse a fruta cair em direção à terra e não o contrário.
Confira 7 questões sobre as três leis de Newton que foram utilizadas em vestibulares e no Enem recentemente, para você treinar e entender melhor sobre como elas aparecem nas principais provas do Brasil.
+ Dinâmica: definição, forças e Leis de Newton
+ Leis de Newton: princípios, conceitos e aplicações
+ Binômio de Newton: o que é, como calcular e usos
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Uerj (2023)
Para um experimento de estudo das leis de Newton, um recipiente com massa de 100 kg foi colocado sobre um carrinho em uma superfície plana. Três grupos de pessoas exerceram forças distintas sobre esse sistema, conforme representado na imagem
I. As forças aplicadas sobre o mesmo sistema visto de cima estão representadas na imagem II.
Considerando apenas a força resultante exercida pelos três grupos, o módulo da aceleração, em m/s² , que atua sobre o recipiente é igual a:
A 2,9
B 2,4
C 1,5
D 1,3
Resposta:
A aceleração do sistema pode ser obtida a partir da Segunda Lei de Newton.
Fᵣ = m⋅𝑎
A resultante das forças sobre o sistema é a soma vetorial das forças aplicadas sobre ele.
A componente da resultante das forças na direção 𝑥 fica:
Fₓ = +160-40=120 𝑁
A componente da resultante das forças na direção 𝑦 fica:
Fₓ=-90 𝑁
Assim, o módulo da resultante fica:
Como a massa do sistema vale 100 kg, então a aceleração fica:
Alternativa correta: C
Unicamp (2023)
A pele humana detecta simultaneamente, com uma sensibilidade que sistemas artificiais não conseguem reproduzir, vibrações, forças estáticas, textura e escorregamento de objetos sobre sua superfície. Sensores tácteis que apresentassem respostas análogas à pele humana seriam muito desejáveis. A figura a seguir ilustra um modelo simples, utilizado no estudo da resposta da pele humana. Na referida figura, estão representados o peso 
do bloco, a força normal 
a força de atrito 
aplicada pela superfície da pele no bloco de massa m e uma força externa 
aplicada na mola. A constante de mola é k = 10 N/m, e a massa do bloco é m = 4 g. Na iminência de movimento, a deformação da mola é ∆x = 3 mm em relação ao seu comprimento de equilíbrio. Qual é o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a pele?
A 8,8 × 10-⁷ .
B 1,1 × 10-⁶ .
C 7,5 × 10-¹.
D 1,3 × 10º .
Resposta:
Se o bloco está na iminência de movimento, então ele ainda está em repouso em relação à superfície. Então, a força elástica terá o mesmo módulo da força exercida pela corda ao bloco. E essa, por sua vez, terá mesmo módulo da força de atrito entre o bloco e a superfície:
Alternativa correta: C
Uneb (2022)
Isaac Newton, em um de seus axiomas do primeiro livro dos Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, afirma que a força impressa é diretamente proporcional à variação [temporal] do [da quantidade] movimento. Esse axioma ficou conhecido como: [Obs.: Considere F = força; m e M = massas; q = cargas; r = distância; V. = velocidade; G = constante universal da gravitação; k = constante; t = tempo]
A Lei da Inércia, ∑ F = 0.
B Lei Gravitacional, F = [G.m.M]/r² .
C Lei da Ação e Reação, F₁₂ = F₂₁.
D Lei do Magnetismo, F = [k.q₁.q₂]/r²
E Segunda Lei ou Princípio Fundamental da Dinâmica, F = ∆(m.v) / ∆t.
Resposta:
A segunda lei de Newton dita que uma força resultante é proporcional ao produto entre massa e aceleração de um corpo. Isso pode ser representado pela razão entre a variação da quantidade de movimento desse corpo e o tempo.
Alternativa correta: E
Uece (2022)
Um cilindro homogêneo de 30 cm de comprimento e massa de 4 kg, que se encontra em repouso com seu eixo de simetria paralelo a uma superfície horizontal sem atrito, é submetido à ação de duas forças opostas, com intensidades 20 N e 32 N, aplicadas ao longo de seu eixo, tracionando-o. Considerando que uma seção transversal localizada a 10 cm do ponto de aplicação da força de menor intensidade divide o cilindro em duas partes que se mantêm em contato, é correto dizer que a força que mantém as duas porções unidas e atua ao longo da seção transversal corresponde a
A 28 N.
B 16 N.
C 24 N.
D 12 N.
Resposta:
Devemos aplicar a segunda lei de Newton a todo o conjunto:
Agora aplicamos essa mesma lei somente à seção transversal localizada a 10 cm do ponto de aplicação da força de menor intensidade. Sendo o cilindro homogêneo, temos ali 10/30 de sua massa:
Vale destacar que o enunciado não se faz claro pelo fato de apresentar um corpo sujeito a uma força resultante não nula e que ainda assim se encontra em repouso.
Alternativa correta: C
Famema (2022)
Um bloco de 60 kg é abandonado sobre um plano inclinado em 30º com a horizontal. Para mantê-lo em repouso, o bloco é preso a uma das extremidades de um fio que, após passar por uma roldana fixa, é puxado verticalmente para baixo, na outra extremidade, por um homem de 80 kg que está em repouso, de pé, sobre um piso horizontal, como ilustra a figura.
Considere o fio e a roldana ideais, os atritos desprezíveis, o trecho do fio entre o bloco e a roldana paralelo ao plano inclinado e g = 10 m/s² .
O módulo da força exercida pelo piso horizontal sobre o homem é
A 800 N.
B 600 N.
C 500 N.
D 300 N.
E 200 N.
Resposta:
Inicialmente, iremos analisar o equilíbrio das forças atuantes no bloco:
Além disso, analisando as forças atuando no homem, temos que:
T + N = P
m ⋅ g ⋅ Sen 30° + N = M ⋅ g
N = 800 − 300
N = 500 N
Alternativa correta: C
Unesp (2022)
Um garoto gira uma esfera de 500 g ao redor de seu corpo, mantendo o braço esticado na vertical e segurando um fio ideal de comprimento 65 cm, conforme a figura. A esfera gira em uma trajetória circular contida em um plano horizontal de raio de curvatura 60 cm.
Adotando g = 10 m/s² e desprezando a resistência do ar, a intensidade da força de tração que atua no fio é
A 18 N.
B 12 N.
C 13 N.
D 15 N.
E 8 N.
Resposta:
Para encontrar a intensidade da força de tração no fio, temos que escrever as forças sobre a esfera e escrever o equilíbrio na direção vertical.
Ao se escrever o equilíbrio na vertical, temos:
Ao substituir os valores de m, g, L e R, ficamos:
Alternativa correta: C
Univesp (2021)
A busca por automóveis blindados está cada vez maior. A blindagem mais procurada é a do tipo III-A, que acrescenta cerca de 200 kg à massa final do carro, uma quantia pequena para um carro médio, mas o bastante para que um carro com motor 1.0 ou 1.4 sofra um pouco mais nas acelerações.
(www.notíciasautomotivas.com.br. Adaptado.)
Considere que o motor, de um automóvel de massa 1 000 kg, produza originalmente uma aceleração máxima de 2,4 m/s2. Após o automóvel ter sua massa aumentada por receber uma blindagem do tipo III-A, o motor produzirá no automóvel, sob as mesmas condições anteriores, uma aceleração máxima de
A 1,2 m/s².
B 1,4 m/s².
C 1,6 m/s².
D 2,0 m/s².
E 2,9 m/s².
Resposta:
Considerando que o motor aplica a mesma força de tração no carro, podemos calcular a nova aceleração através da segunda lei de Newton:
F=m⋅a
Calculando a força do motor a partir dos dados fornecidos:
F=1000⋅2,4=2400 N
Após o carro receber a blindagem, a nova aceleração a_(blind.) será então de:
Alternativa correta: D
+ Trabalho na física: definição, aplicações e fórmula
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