Exercícios de Tipos de força (leis de Newton)

Com a crescente popularização das corridas de rua, novos tênis são desenvolvidos prometendo aumento de desempenho e prevenção de lesões. O fenômeno físico explorado por todas as marcas é a deformação elástica, que explica a capacidade de materiais se deformarem e retornarem à sua forma original. Para minimizar as lesões, os compostos das entressolas, como borrachas, EVAs e placas de carbono, podem absorver os impactos e devolver a energia acumulada.

Com base nos conceitos de Força Elástica e Conservação de Energia, assinale a alternativa correta.

O gráfico abaixo expressa a intensidade da força de atrito (F_at) em função da força aplicada (F) sobre um corpo inicialmente em repouso e, posteriormente, em movimento.

Sobre tal situação, podem ser feitas as seguintes afirmações:

I. Se a força aplicada sobre o corpo não superar a força de atrito estático máxima, o corpo permanece em repouso.

II. Para duas superfícies em contato, o coeficiente de atrito dinâmico, via de regra, é menor do que o coeficiente de atrito estático, o que faz com que a força de atrito dinâmico entre duas superfícies seja menor do que a força de atrito estático máxima.

III. Se o corpo estiver em repouso e sobre ele for aplicada uma força, a intensidade da força de atrito estático diminui à medida que a força aumenta.

IV. Na iminência de movimento, a força de atrito estático é maior do que a força de atrito dinâmico.

Assinale a alternativa que apresenta apenas asserções CORRETAS.

Um objeto de massa igual a 200 kg precisa ser deslocado, a partir do repouso, alguns centímetros em uma superfície horizontal. A equipe autorizada a realizar a movimentação do objeto conta com duas mulheres e três homens. Os coeficientes de atrito cinético e estático são 0,6 e 0,8 e as forças máximas exercidas no objeto são 450 N (por cada homem) e 300 N (por cada mulher). A composição mínima necessária para que a equipe desloque o objeto é de __________.

(Considere g = 10 m/s² )

Para transportar uma caixa do primeiro para o segundo piso de uma construção, um trabalhador precisará arrastá-la sobre um plano inclinado. O trabalhador começa a arrastar a caixa no primeiro piso, exercendo sobre ela uma força de grande intensidade, paralela ao seu deslocamento. Na medida em que a caixa sobe o plano inclinado, ele decide reduzir a força sobre ela, arrastando-a lentamente até chegar ao segundo piso. Considere que a caixa permanece em movimento nos encontros dos pisos com o plano inclinado, e que a rugosidade entre as superfícies permanece a mesma durante todo o percurso.

O comportamento da força de atrito entre a caixa e o chão no plano inclinado é representado em:

A neurotransmissão no organismo humano pode ter origem química ou elétrica. O entendimento das sinapses elétricas ocorreu só mais recentemente, graças a estudos avançados das propriedades elétricas dos neurônios. As propriedades mecânicas dos neurônios – como a elasticidade – são, por seu turno, importantes para a compreensão do desenvolvimento deles.

Em um experimento destinado a investigar propriedades elásticas, uma diminuta ponta aplica uma força $\stackrel{\rightharpoonup }{\mathrm{F}}$ na superfície do neurônio, produzindo uma deformação ΔL de forma análoga a uma mola (ver figura). Foram estudados dois neurônios distintos, designados pelos índices 1 e 2, que foram submetidos à ação de forças idênticas (F₁ = F₂). As deformações observadas foram ΔL₁ = 20 nm e ΔL₂ = 30nm. Se k₁ = 9,0×10⁻⁶ N / m é a constante elástica para o neurônio 1, pode-se deduzir que o valor de k₂ é

Um corpo em queda nas proximidades da superfície terrestre sofre a ação da força gravitacional e da força de resistência do ar ${\overrightarrow{\mathrm{F}}}_{\mathrm{ar}};$ essa última atua em sentido oposto à força gravitacional. 

Nos primeiros instantes, ${\overrightarrow{\mathrm{F}}}_{\mathrm{a}\mathrm{r}}\simeq \overrightarrow{0}$ se o corpo parte do repouso. À medida que a velocidade aumenta, ${\overrightarrow{\mathrm{F}}}_{\mathrm{ar}}$ também aumenta. Com isso, a aceleração do corpo diminui gradativamente, tornando-se praticamente nula a partir de certo momento. Desse ponto em diante, o corpo passa a cair com velocidade constante, chamada de velocidade terminal . Um objeto de massa m = 200 g é solto a partir de certa altura e atinge a velocidade terminal após determinado tempo. Qual é o módulo da força de resistência do ar depois que o objeto atinge a velocidade terminal? 

A figura 1 representa uma molécula de DNA, que se assemelha a uma escada contorcida, isto é, tem o formato de uma dupla hélice. Analisado quimicamente, o DNA apresenta duas fitas complementares unidas por ligações existentes entre os pares de bases nitrogenadas, que podem ser adenina, citosina, timina ou guanina.

Considere que as duas bases nitrogenadas, B₁ e B₂, representadas na figura 2 por suas fórmulas estruturais, sejam ligadas uma à outra apenas pelas ações das forças elétricas F₁, F₂, F₃ e F₄ decorrentes das combinações O⋯H−N e N − H ⋯ N, mostradas em destaque, e que essas combinações sejam paralelas entre si.

Sabendo que as intensidades das forças são F₁ = 8, 0 × 10^{− 9} N, F₂ = 3,0×10⁻⁹ N, F₃ = 2,6×10⁻⁹ N e F₄ = 6,4×10⁻⁹ N, e considerando os possíveis pareamentos entre as bases nitrogenadas no DNA, as bases B₁ e B₂ são, respectivamente,

Um bloco com massa igual a 12 kg encontra-se inicialmente em repouso sobre determinado tipo de superfície plana e horizontal. Em um dado instante, o bloco é empurrado por uma força de 72 N, paralela à superfície, que se iguala ao módulo da força máxima de atrito estático que atua sobre ele.

Considere os seguintes valores de coeficientes de atrito estático:

Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², o bloco se encontra sobre o seguinte tipo de superfície:

Um operário faz uso de um palete munido de rodízios para transportar caixas em um armazém. A presença dos rodízios torna o atrito entre o palete e o assoalho desprezível. Além disso, o atrito entre as caixas e o palete, ambos confeccionados em madeira, não é desprezível e apresenta coeficiente de atrito estático igual a 0,5. Para o transporte de uma única caixa de massa igual a 30 kg, assentada sobre o palete, o operário aplica sobre ela uma força horizontal de módulo F paralela ao assoalho. Dessa maneira, o conjunto todo passa a mover-se sem que haja movimento relativo da caixa sobre o palete. Sabendo que a aceleração da gravidade local tem módulo igual a 10 m/s² e que a massa do palete com rodízios é de 25 kg, o valor máximo do módulo da força horizontal F, em Newtons, aplicada pelo operário nessa situação, é igual a

Na superfície da Lua, um corpo tem peso igual a 80 N. Admitindo que a aceleração da gravidade na Terra seja igual a 10 m/s² e que esse valor é 6 vezes a aceleração da gravidade na Lua, a massa desse corpo é de