Exercícios de Terceira Lei de Newton - Lista de Exercícios Resolvida

Após a cobrança de uma falta, num jogo de futebol, a bola chutada acerta violentamente o rosto de um zagueiro. A foto mostra o instante em que a bola encontra-se muito deformada devido às forças trocadas entre ela e o rosto do jogador.

A respeito dessa situação, são feitas as seguintes afirmações:

I. A força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm direções iguais, sentidos opostos e intensidades iguais, porém, não se anulam.

II. A força aplicada pelo rosto na bola é mais intensa do que a aplicada pela bola no rosto, uma vez que a bola está mais deformada do que o rosto.

III. A força aplicada pelo rosto na bola atua durante mais tempo do que a aplicada pela bola no rosto, o que explica a inversão do sentido do movimento da bola.

IV. A força de reação aplicada pela bola no rosto é a força aplicada pela cabeça no pescoço do jogador, que surge como consequência do impacto.É correto o contido apenas em

a) I.

b) I e III.

c) I e IV.

d) II e IV.

e) II, III e IV.

Dois blocos em forma de cubo, de massas e , estão sobre um piso horizontal sem atrito, encostados um ao outro. Uma força horizontal de módulo é aplicada sobre , em direção a .

Encontre o módulo da força de contato entre e .

Em  Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que  envolvem conceitos de Física e que, inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física. Considere a tirinha envolvendo a “Turma da Mônica”, mostrada a seguir.

Supondo que o sistema se encontra em equilíbrio, é correto   afirmar que, de acordo com a Lei da Ação e  Reação (3ª Lei de Newton),

A) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda formam um par ação-reação.

B) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda  faz sobre a  Mônica formam um par ação-reação.

C) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação.

D) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão formam um par ação-reação.

Durante uma faxina, a mãe pediu que o filho a ajudasse, deslocando um móvel para mudá-lo de lugar. Para escapar da tarefa, o filho disse ter aprendido na escola que não poderia puxar o móvel, pois a Terceira Lei de Newton define que se puxar o móvel, o móvel o puxará igualmente de volta, e assim não conseguirá exercer uma força que possa colocá-lo em movimento.

Qual argumento a mãe utilizará para apontar o erro de interpretação do garoto?

a) A força de ação é aquela exercida pelo garoto.b) A força resultante sobre o móvel é sempre nula.c) As forças que o chão exerce sobre o garoto se anulam.d) A força de ação é um pouco maior que a força de reação.e) O par de forças de ação e reação não atua em um mesmo corpo.

Por que, de acordo com a Terceira lei de Newton, não seria possível utilizar uma aeronave dotada de hélices no espaço?

a) Porque as leis de Newton são válidas somente na Terra.

b) Por conta da gravidade zero do espaço que impossibilita a existência de forças.

c) No espaço, não existe ar para ser empurrado pela hélice, logo, a aeronave não pode ser impulsionada para frente. Pela Terceira lei de Newton, a hélice empurra o ar e, consequentemente, a aeronave é empurrada para frente.

d) No espaço, somente é válida a lei da Inércia, por isso a aeronava ficaria para sempre em movimento retilíneo uniforme e não chegaria a lugar nenhum.

e) No espaço, somente é válida a segunda lei de Newton.

Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés.

Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto?

a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento.b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento.c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.e) Vertical e sentido para cima.

Sobre um corpo atuam duas forças bidimensionais e e a aceleração do corpo é nula. Qual afirmação é verdadeira?

1. e constitiuem o par ação e reação
2. A força é igual à força
3. Se em relação a um sistema de referência a componente de em relação a é positiva e a componente de em relação a é negativa então nesse mesmo referencial a componente de em relação a é negativa e a componente de em relação a é positiva
4. A força tem o mesmo módulo que a força pois as componentes de e são iguais em qualquer sistema de referência
5. A força tem o mesmo módulo que a força mas não existe nenhuma relação entre as componentes destas forças pois estas dependem do sistema de referencia escolhido

Visto que as forças exigidas pela 3ª lei de Newton são iguais em magnitude e opostas em sentido, como pode qualquer coisa ser acelerada?

a) A 3º lei de Newton somente se aplica quando NÃO há aceleração.

b) As forças em questão atuam em corpos diferentes.

c) A 2º lei de Newton é mais importante.

d) Outros fenômenos criam a aceleração.

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

A figura abaixo representa dois blocos e , de massa e , respectivamente, em contato e apoiados sobre uma superfície lisa sem atrito. Uma força é aplicada ao bloco empurrando todo o conjunto. Assinale a alternativa que contém a magnitude (módulo) das forças de contato exercidas pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e pelo bloco sobre o bloco .

(a) e .

(b) e .

(c) e .

(d) e .

(e) e

Um elevador carregado, cujos cabos estão muito desgastados, tem uma massa total de e seus cabos conseguem suportar uma tensão máxima de .

(a)Desenhe um diagrama de corpo livre para o elevador. Em termos de forças no seu diagrama, qual a força resultante do elevador? Aplique a segunda Lei de Newton no elevador e encontre a aceleração ascendente máxima se os cabos não forem quebrar.

Uma espaçonave desce verticalmente perto da superfície do planeta X. Um impulso voltado para cima produzido pelas suas engrenagens com intensidade de o desaceleram com uma taxa de , mas ele acelera com uma taxa de com um impulso voltado para cima de .

(a) Em cada caso, qual a direção da aceleração da espaçonave?

Uma espaçonave desce verticalmente perto da superfície do planeta X. Um impulso voltado para cima produzido pelas suas engrenagens com intensidade de o desaceleram com uma taxa de , mas ele acelera com uma taxa de com um impulso voltado para cima de .

(b) Desenhe um diagrama de corpo livre da espaçonave. Em cada caso acelerando e desacelerando, qual a direção na força resultante da espaçonave?

Uma espaçonave desce verticalmente perto da superfície do planeta X. Um impulso voltado para cima produzido pelas suas engrenagens com intensidade de o desaceleram com uma taxa de , mas ele acelera com uma taxa de com um impulso voltado para cima de .

(c) Aplique a segunda lei de Newton para cada caso, desacelerando ou acelerando, e use isso para encontrar o peso da aeronave perto da superfície do planeta X.

Um projétil se move para cima descrevendo uma trajetória parabólica sujeito à força gravitacional da Terra. A força gravitacional da Terra sobre o projétil e a força da gravidade do projétil sobre a Terra formam um par de ação e reação. Qual das alternativas abaixo a respeito do projétil está correta? Despreze a resistência do ar.

a) O projétil deve estar em equilíbrio uma vez que as forças para cima cancelam as forças para baixo.

b) O projétil se acelera em direção à Terra porque a força da gravidade agindo no projétil é maior do que a força da gravidade agindo na Terra.

c) O projétil acelera em direção à Terra porque a força de gravidade no projétil é a única força agindo no projétil.

d) O projétil se distancia da Terra porque a força que empurra o projétil para cima é maior que a força da gravidade agindo no projétil.

e) nenhuma destas.

As figuras abaixo mostram dois corpos de massas e submetidos a uma força externa .

Qual é a relação entre a força externa e a força que um bloco exerce sobre o outro , para cada uma das figuras?

1. e
2. e
3. e
4. e
5. e

Um pequeno carro colide frontalmente com um caminhão muito grande. Qual das sentenças abaixo a respeito do módulo da força impulsiva média durante a colisão é correta?

(A) O módulo da força média exercida sobre o caminhão é maior do que a exercida sobre o carro.

(B) O módulo da força média exercida sobre o carro é maior do que a exercida sobre o caminhão.

(C) O módulo da força média exercida sobre o caminhão é a mesma que a exercida sobre o carro.

(D) É impossível responder porque não são conhecidas as massas do caminhão e do carro.

(E) É impossível responder porque não são conhecidas as rapidezes do caminhão e do carro.

A figura mostra dois blocos unidos por um fio ideal inextensível passando por uma polia ideal. O bloco de cima está apoiado sobre uma mesa. As forças , atuam sobre o bloco de baixo; , atuam sobre o fio; e , atuam sobre o bloco de cima; e é a força que o bloco exerce sobre a mesa. Selecione a opção que indica os pares ação e reação corretos.

Escolha uma:

e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação.

e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação.

e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação.

e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação.

e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação.

e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação.

e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação; e formam um par ação-reação.

Nenhuma das outras alternativas está correta.

(Capítulo 5.9 – Exercício 27) Um bombeiro que pesa escorrega por um poste vertical com uma aceleração de , dirigida para baixo . Quais são (a) o módulo e (b) o sentido (para cima ou para baixo) da força vertical exercida pelo poste sobre o bombeiro e (c) o módulo e (d) o sentido da força vertical exercida pelo bombeiro sobre o poste?

Preencha cada campo com sua resposta.

Dois blocos em forma de cubo, de massas e , estão sobre um piso horizontal sem atrito, encostados um ao outro. Uma força horizontal de módulo é aplicada sobre , em direção a .

O módulo da força de contato entre e é .

Podemos dizer que um referencial, do qual se observa o movimento de um objeto de interesse, é inercial se:

(a) o movimento do objeto é retilíneo uniforme nesse referencial.

(b) a soma das forças que agem no objeto de interesse não é nula.

(c) a aceleração observada concorda com aquela obtida da segunda Lei de Newton.

(d) o objeto permanece em repouso nesse referencial.

(e) nenhuma das outras afirmações

Na tira de histórias em quadrinhos, podemos afirmar que o principal assunto pode ser relacionado com o seguinte princípio da Física:

(a) Princípio de Pascal.

(b) Lei da inércia.

(c) Lei da Ação e reação.

(d) Lei de Kepler.

(e) Lei de Ampere.

Uma pessoa pula para cima do modo tradicional, flexionando os joelhos e os esticando rapidamente. Durante o pulo, enquanto ainda há contato entre os pés da pessoa e o chão, podemos afirmar que:

a) A lei de Newton momentaneamente perde a validade, uma vez que a força Normal exercida pelo chão é maior que a força Peso.

b) A lei de Newton não se aplica a este caso, uma vez que o movimento da pessoa é acelerado.

c) A força Peso e a força Normal exercida pelo chão formam um par ação e reação.

d) Não há uma reação à força Normal exercida pelo chão, por isso a pessoa consegue saltar.

e) nenhuma das anteriores.

Um elevador carregado, cujos cabos estão muito desgastados, tem uma massa total de e seus cabos conseguem suportar uma tensão máxima de .

(b) Qual seria a resposta em (a) se o elevador estivesse na Lua, onde

(Cap 4 – Ex 68) Dois blocos estão em contato sobre uma superfície horizontal sem atrito. Os blocos são acelerados por uma força única horizontal aplicada a um deles (Figura 4-52). Encontre a aceleração e a força de contato do bloco 1 sobre o bloco 2

(a) em termos de F, e , e

(b) para os valores específicos e

Um bloco de massa está apoiado sobre outro bloco de massa , o qual está sobre uma mesa horizontal de massa .

(b) Indique separadamente os pares de forças que correspondem que correspondem à ação e reação (3ª Lei de Newton);

(Capítulo 5.7 – Exercício 14) Um bloco com um peso de está em repouso em uma superfície horizontal. Uma força para cima de é aplicada ao corpo através de uma mola vertical. Quais são (a) o módulo e (b) o sentido da força exercida pelo bloco sobre a superfície horizontal?

(Cap 5 – Ex 86) Uma pessoa de salta de paraquedas e experimenta uma aceleração para baixo de . A massa do paraquedas é . (a) Qual é a força para cima que o ar exerce sobre o paraquedas? (b) Qual é a força que a pessoa exerce sobre o paraquedas?

Dois blocos ( e ) estão em contato sobre uma superfície horizontal sem atrito. Uma força constante de é aplicada ao bloco , como mostra a figura abaixo. O módulo da força que exerce sobre é:

A.

B.

C.

D. 30

E. 36

10) Um livro está em repouso sobre uma mesa. Considere as seguintes forças presentes nessa situação:

(1) A força com que a Terra puxa o livro

(2) A força com que a mesa empurra o livro

(3) A força com que o livro empurra a mesa

(4) A força com que o livro puxa a Terra

Quais dessas forças formam um par ação-reação que obedece à terceira lei de Newton?

a)

b)

c)

d)

e)

5. Na colisão entre dois corpos de massas e , onde , como estão relacionadas as magnitudes dos impulsos nos corpos de massas e ?

1. O corpo de massa recebe um impulso de magnitude maior.
2. O corpo de massa recebe um impulso de magnitude maior.
3. Ambos os corpos recebem impulsos de magnitude iguais.
4. A resposta depende da razão entre as massas.
5. A resposta depende da razão entre os módulos das velocidades dos corpos.

5. Na colisão entre dois corpos de massas e , onde , como estão relacionadas as magnitudes dos impulsos nos corpos de massas e ?

1. O corpo de massa recebe um impulso de magnitude maior.
2. O corpo de massa recebe um impulso de magnitude maior.
3. Ambos os corpos recebem impulsos de magnitude iguais.
4. A resposta depende da razão entre as massas.
5. A resposta depende da razão entre os módulos das velocidades dos corpos.

Um caminhão colide frontalmente com uma bicicleta. Durante a colisão:

1. A força exercida pelo caminhão sobre a bicicleta é mais intensa do que a força exercida pela bicicleta sobre o caminhão.
2. A força exercida pelo caminhão sobre a bicicleta é menos intensa do que a força exercida pela bicicleta sobre o caminhão.
3. A força exercida pelo caminhão sobre a bicicleta é tão intensa quanto a força exercida pela bicicleta sobre o caminhão.
4. O caminhão exerce uma força muito intensa sobre a bicicleta e a bicicleta exerce uma força de intensidade desprezível sobre o caminhão.
5. Quanto maior a velocidade do caminhão, maior a diferença de intensidade entre a força do caminhão sobre a bicicleta e a força da bicicleta sobre o caminhão.

(Cap 4 – Ex 24) Você está sentado em sua cadeira de escritório, com rodinhas, em frente à sua escrivaninha. Considere desprezíveis as forças de atrito entre a cadeira e o chão. No entanto, as forças de atrito entre a cadeira e a escrivaninha são desprezíveis. Quando sentado em repouso, você resolve buscar mais uma xícara de café. Você empurra horizontalmente a escrivaninha e a cadeira rola para trás.

(a) Desenhe o seu próprio diagrama de corpo livre enquanto empurra, indicando claramente qual é a força responsável por sua aceleração.

(b) Qual é a reação à força que provoca sua aceleração?

(c) Desenhe o diagrama de corpo livre da escrivaninha e explique por que ela não acelera. Isto viola a terceira lei de Newton? Explique.

Uma pessoa pula para cima do modo tradicional, flexionando os joelhos e os esticando rapidamente. Durante o pulo, enquanto ainda há contato entre os pés da pessoa e o chão, podemos afirmar que:

1. A 3ª lei de Newton momentaneamente perde a validade, uma vez que a força Normal exercida pelo chão é maior que a força Peso.
2. A 3ª lei de Newton não se aplica a este caso, uma vez que o movimento da pessoa é acelerado.
3. A força Peso e a força Normal exercida pelo chão formam um par de ação e reação.
4. Não há uma reação à força Normal exercida pelo chão, por isso a pessoa consegue saltar.
5. Nenhuma das anteriores.

Um bloco de se desloca em uma superfície áspera horizontal sob a ação de uma força constante horizontal de módulo . Quais das forças abaixo formam um par acão-reação de acordo com a terceira lei de Newton ?

(a) A força de atrito e a força horizontal de

(b) A força horizontal de e a força peso

(c) A força que o bloco exerce sobre a superfície e a força normal

(d) A força peso e a força normal

(e) A força de atrito e a força peso

Uma pessoa está parada sobre a superfície da Terra. A massa da pessoa é , e a massa da Terra é . A pessoa salta, atingindo uma altura máxima acima da terra. Quando essa pessoa estiver nessa altura , o módulo da força exercida sobre a Terra pela pessoa é

Uma pessoa empurra uma pedra, que desliza sobre um chão com atrito a uma velocidade constante. Considerando as seguintes forças:

I. a força que o homem empurra a pedra;

II. a força de atrito que o chão exerce na pedra;

III. a força que a pedra empurra o homem;

IV. a força de atrito que o chão exerce nos pés do homem.

São pares de ação e reação:

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) II e IV

e) III e IV

Uma bolinha de experimenta, por um breve intervalo de tempo, uma enorma aceleração (módulo) de ordem , devido ao impacto da mesma com uma parede. Esta aceleração inverta a direção (ou sentido) da velocidade da bolinha durante o curto intervalo de tempo do impacto. Sobre os módulos da força e aceleração experimentadas pela parede devido a este processo, podemos afirmar:

13. No estudo da mecânica, as palavras “cinemática” e “dinâmica” referem-se,

respectivamente, a:

As duas palavras tem o mesmo significado.

A cinemática nos diz o porquê de determinado movimento e a dinâmica nos diz como este

movimento ocorre

A cinemática nos diz como determinado movimento ocorre e a dinâmica nos diz o porquê

deste movimento

A cinemática é o estudo de objetos parados e a dinâmica é o estudo de objetos em

movimento.

Nenhuma das anteriores

A 3º lei de Newton, também conhecida como Lei da Ação e Reação, é uma lei que determina que toda força apresenta uma reação que é igual em magnitude e direção e oposta em sentido. Assinale a alternativa correta:

1. A 3º lei de Newton somente se aplica em sistemas inerciais que não apresentam aceleração, ou seja, onde a resultante é nula.
2. As forças em questão atuam em corpos diferentes.
3. As forças de ação e reação se cancelam.
4. A 2º lei de Newton é mais importante e a 3ª lei não se aplica em todos os casos.
5. Nenhuma das alternativas anteriores

Cada uma das figuras abaixo mostra blocos de massa e , atuados por uma força horizontal externa . Para cada figura, qual das seguintes afirmações a respeito da força que cada bloco exerce sobre o outro é verdadeira? Despreze todos os atritos.

Figura 1

Figura 2

A. e

B. e

C. e

D. e

E. e