A resolução interativa é um método novo de estudar e com resultados comprovados! Leia a teoria, faça o exercício interativo, assista as aulas teóricas, responda os questionário para fixar o conteúdo! E no fim, mais exercícios!

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1. Sistema de mundos de Aristóteles

AULA DE TEORIA

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2. Primeira lei de Newton

A primeira lei de Newton ou Lei da inércia é definida a seguir:

“Todo corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme se a resultante das forças sobre o corpo for nula, ao menos que uma força altere seu estado”.

A inércia é uma propriedade que todos os corpos de manterem o seu estado: repouso ou movimento retilíneo uniforme. Portanto, o repouso e o movimento retilíneo com velocidade constante são iguais!

Vejamos alguns exemplos do cotidiano:

• Um ônibus freia bruscamente: o ônibus diminui a velocidade na freada, mas o seu corpo (por inércia) mantem o movimento retilíneo com a velocidade que estava (a mesma do ônibus antes da freada!). Por isso, o seu corpo continua indo pra frente.

• Um carro arranca em alta velocidade: o carro muda a sua velocidade, mas, por inércia, o seu corpo permanece no estado anterior (repouso). Por isso, parece que as nossas costas grudam no assento.

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EXERCÍCIO RESOLVIDO

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3. Segunda lei de Newton

Ao aplicarmos uma força resultante diferente de zero sobre um corpo de massa (m), uma aceleração (a) aparece sobre o corpo e a sua velocidade muda.

 

A unidade de força é Newton (N).

 

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RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIO INTERATIVA

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EXERCÍCIO RESOLVIDO

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4. Terceira lei de Newton

A terceira lei de Newton pode ser resumida da seguinte forma:

“Quando dois corpos interagem, para toda a força (ação) aplicada por um corpo sobre o outro, receberá deste uma força (reação) de mesmo módulo, direção e sentido contrário”.

Um par ação e reação nunca atua no mesmo corpo.

Isso explica inúmeras situações no cotidiano:

• Um soco forte na parede doí mais que um soco fraco: quando aplicamos a força na parede, ela devolve a força sobre a nossa mão. Essa força tem a mesma intensidade, a mesma direção, porém sentido contrário.
• Ao nadar, a pessoa empurra a água para trás com os seus braços e exerce uma força sobre a água. A água devolve a mesma força sobre o corpo da pessoa, porém no sentido contrário (a pessoa vai pra frente).

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EXERCÍCIO RESOLVIDO

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5. Tipos de força

5.1. FORÇA PESO ()

A força peso (ou força da gravidade como muitas pessoas dizem) é a força gravitacional que um planeta ou outro de corpo de grande massa exerce sobre outro. A Terra puxa todos os corpos na direção do seu centro através dessa força.

O módulo da força peso é calculado pelo produto da massa (m) do corpo pelo módulo da aceleração da gravidade ().

 

 

5.2. FORÇA NORMAL ()

A força normal é a força que uma superfície exerce sobre um outro corpo. Esta força é sempre perpendicular à superfície que aplica a força, como mostra a figura abaixo.

 

5.3. TRAÇÃO ()

A tração é uma força que surge quando cordas ou cabos são esticados. No exemplo abaixo, a Terra puxa o bloco para baixo (força peso) e o barbante exerce uma força para cima (tração). Como bloco está em repouso, a resultante das forças sobre ele é nula, e o módulo da força peso e da tração são iguais (P = T).

O sentido da tração é dado pela posição relativa entre o cabo e o objeto. No exemplo acima, a corda está acima do corpo, portanto, a tração aponta para cima.

 

5.4. FORÇA ELÁSTICA ()

A força elástica aparece em molas ou objetos elásticos quando são retirados da sua posição de equilíbrio. No exemplo abaixo, a mola encontra-se em equilíbrio e não exerce força alguma.

A força elástica somente aparece quando a mola é esticada ou comprimida em relação a posição de equilíbrio (x = 0).

A figura abaixo mostra uma mola comprimida. A posição x do objeto é negativa e a força elástica empurra o objeto de volta para a posição de equilibro.

Quando a mola é esticada (x > 0), o inverso ocorre. A força elástica surge para a esquerda e empurra o bloco para a posição de equilíbrio.

O valor de x representa o quanto a mola é esticada ou comprimida em relação a posição de equilíbrio.

A expressão para o cálculo da força elástica é

 

 

A grandeza associada a essa dependência é conhecida como constante elástica da mola (k).

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6. Força de atrito

A força de atrito é uma força entre duas superfícies em contato. Em geral, a força de atrito atua no sentido contrário a tendência do movimento.

Existem dois tipos de força de atrito: o estático e o cinético.

 

6.1 Atrito Estático

A força de atrito estático surge quando tentamos tirar um corpo do repouso. Ao aumentarmos a força, a força de atrito também aumenta até atingir um valor máximo (força de atrito estático máximo).

Neste instante, a força de atrito estático chegou a seu limite e se a força aplicada for maior do que esse valor, o corpo entra em movimento.

Não há fórmula para calcular a força de atrito estático. Ela depende única e exclusivamente da força aplicada para tentar movimentar o corpo. Por exemplo, se você aplica uma força de 10 N paralela ao solo para movimentar uma mesa (e ela não se movimenta), a força de atrito estático também vale 10 N.

Porém, quando a força de atrito atinge o seu valor máximo, a expressão abaixo permite o seu cálculo.

 

 

onde µ_e é conhecido como coeficiente de atrito estático (que depende exclusivamente das duas superfícies em contato) e a normal N.

6.2 Atrito Cinético

Quando um corpo passa a se movimentar, a força de atrito estático deixa de existir e passa a atuar uma outra força, conhecida como força de atrito cinético. Esta força é sempre menor que a força de atrito estático máximo (por isso, é mais fácil manter um corpo em movimento do que tirá-lo do repouso).

A força de atrito cinético é constante e pode ser calculado pela expressão

 

 

onde µ_c é conhecido como coeficiente de atrito cinético (que depende exclusivamente das duas superfícies em contato).

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EXERCÍCIO RESOLVIDO

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EXERCÍCIOS DE VESTIBULAR

1. Não é necessária a existência de uma força resultante atuando:

a) quando se passa do estado de repouso ao de movimento uniforme.

b) para se manter um objeto em MRU.

c) para manter um corpo em movimento circular e uniforme.

d) para mudar a direção de um objeto.

 

2. Ao fazer uma curva fechada em alta velocidade, a porta do automóvel abriu-se, o passageiro que não usava cinto de segurança foi lançado para fora. O fato de relaciona com:

a) a atração que a Terra exerce sobre os corpos.

b) a inércia que os corpos possuem.

c) o Princípio da Ação e Reação

d) o fato de um corpo resistir a uma força.

 

3. Quando a bola desce, o jogador “dá um tapa” na bola e a mesma viaja, caindo do outro lado da quadra. Porque após o “tapa”, a bola continua se movendo se não há mais contato entre a mão do jogador e a bola?

a) A força inicial do “tapa” faz com que a bola continue se movendo até o outro lado da quadra.

b) A bola empurra o ar que está a sua frente. Este ar deslocado move-se para trás da bola, empurrando a mesma para frente.

c) Não existe força empurrando a bola. Ela continua seu movimento, porque é o seu estado natural manter a velocidade inicial adquirida após o tapa.

d) A força inicial do “tapa” e a força da gravidade ajudam no movimento da bola até o outro lado da quadra.

 

4. (UECE) Duas únicas forças, uma de 3 N e outra de 4 N, atuam sobre uma massa puntiforme. Sobre o módulo da força resultante sobre essa massa, é correto afirmar-se que

a) é o menor possível se os dois vetores força forem perpendiculares entre si.

b) é o maior possível se os dois vetores força tiverem mesma direção e mesmo sentido.

c) é o maior possível se os dois vetores força tiverem mesma direção e sentidos contrários.

d) é o menor possível se os dois vetores força tiverem mesma direção e mesmo sentido.

 

5. (G1 – cftmg 2013)

Ao analisar a situação representada na tirinha acima, quando o motorista freia subitamente, o passageiro

a) mantém-se em repouso e o para-brisa colide contra ele.

b) tende a continuar em movimento e colide contra o para-brisa.

c) é empurrado para frente pela inércia e colide contra o para-brisa.

d) permanece junto ao banco do veículo, por inércia, e o para-brisa colide contra ele.

GABARITO

1. B

2. B

3. C

4. C

5. B