Um cavalo inteligente, que se acha conhecedor das leis de Newton, pensa assim: “se eu puxar a carroça (ação), então a carroça vai me puxar (reação). A minha “ação” sobre a carroça é para frente e a “reação” da carroça sobre mim é para trás. Como as duas forças estão na mesma direção (horizontal) e devem ter a mesma intensidade, logo se anulam ! Em outras palavras, eu jamais conseguirei mover a carroça. Portanto, não adianta me dar chicotadas, que eu não vou tentar arrastá-la, pois sei que isso é impossível.”
Só que todos nós já vimos cavalos puxando carroças, de diversas massas, e tanto cavalo quanto carroça saem do lugar. Temos aqui, então, uma prova de que a Terceira Lei de Newton está errada? Afinal, como o cavalo consegue se mover?
a) As leis de Newton não explicam o movimento das carroças puxadas por cavalos;
b) Embora as duas forças possuam intensidades iguais e sentidos opostos, elas atuam em
corpos diferentes;
c) O cavalo consegue puxar a carroça desde que sua massa seja maior do que a dela;
d) Na verdade, as duas forças estão no mesmo sentido, e por isto elas se somam, permitindo o
movimento do sistema.
e) Ao tentar se mover, o cavalo empurra o chão para trás (Fat) e recebe do chão uma força
de atrito (Fat) para frente. Recebe também uma força F feita pela carroça que tenta
impedir que ele se mova para frente. Assim, sobre o cavalo agem duas forças horizontais :
o Fat e a força F. Se Fat for maior do que F, ele conseguirá sair do lugar.
Soluções para a tarefa
Ｓｅｍａｎａ １
1 - D - Primeira Lei de Newton (inércia)
2 - a) As leis de Newton não explicam o movimento das carroças puxadas por cavalos.
3 - O corpo A terá maior massa.
Sabemos, por definição, que a força aplicada em um corpo durante um certo intervalo de tempo é o denominado impulso.
I = F·Δt
O impulso é o responsável pela variação da quantidade de movimento de um corpo. Como a força e o intervalo de tempo são iguais nos dois casos, A e B, concluímos, pois, que eles possuiem o mesmo impulso.
Entretanto, como o impulso será igual nos dois casos, ele terá menor efeito naquele que tiver maior massa.
4 - A força resultante necessária para acelerar a bicicleta com o ocupante é de 80 N.
5 - a) Força resultante = m .a
Força resultante = 9 - 5
2.a = 4
a = 2 m/s² , direção horizontal , sentido esquerda
b) Fr. = 8+4
3 .a = 12
a = 4 m/s², direção horizontal , sentido direito
Ｓｅｍａｎａ 2
1 - EC= 60*4 = 240J
b) 60*9 = 540J
c) 60/4= 15J
d) 15*4= 60J
2 - Como é o mesmo carro , vamos desconsiderar a massa
Vera : 40² - 20² / = 600 J
Julio : 50² - 30² / 2 = 800 J
Júlio tem razão! A energia cinética é maior na segunda ocasião!
3 - c) A energia cinética da partícula torna-se quatro vezes maior que seu valor original.
4 - Podemos afirmar que a variação de energia cinética sofrida pelo motociclista é equivalente a 87,5 Joules.
A fórmula a ser utilizada para resolver esse tipo de questão, será a seguinte:
Ec = ([m . v^2] / 2) - ([m . v0^2] / 2)
Utilizando os dados informados no enunciado, teremos que:
v= 72 / 3,6
v= 20 m/s
v0 = 108 / 3,6
vo.= 30 m/s
Colocando em evidência para facilitar:
Energia cinética = m/2 . (v^2 - v0^2)
Energia cinética = 350/2 . (900 - 400)
Energia cinética = 175 . 500
Energia cinética = 87 500 J
Energia cinética = 87,5 joules
5 - 1° passo é converter g para kg
Logo a Massa: M = 500/1000 g = 0,5 kg
2° passo
Transformar a energia cinética em Kj em Joules
EC = 2 kJ = 2000 J
3° Basta aplicar a equação da energia cinética
EC = (M.V²)/ 2
2000 = (0,5 . V₂) ÷ 2
2000 = 0,5 . v2
v2 = 4000
v = (4000)1/2
v = 20 √10
v = 20 . 3,16
v = 63,2 m/s
6 - v = 72 km/h = 72/3,6 = 20 m/s
EC = m.v²/2
EC = 350.20²/2
EC = 350.400/2
EC = 350.200
EC = 70 000 J
ou
EC = 7.10^4 J
Ｓｅｍａｎａ 3
1 - Ecinética = mv^2/2 = 5.30^2/2 = 900,5/2 = 4500/2 = 2250 J
E gravitacional = mgh
2250 = 5,10.h
h = 45
2 - EP=m.g. H sim, por que estarão da mesma altura do que em lugares diferentes e isso não vai interfere em nada
3 - Para responder essa questão precisamos utilizar a fórmula da Energia potencial gravitacional. Que é dada por:
EPG = P × h
Onde P é o Peso é dado pela fórmula P = Massa × gravidade?
h é a altura do solo.
Separando todos os dados para facilitar o cálculo:
Massa = 2,0 kg
Altura = (1,2 + 0,4) = 1,6 m
Gravidade = 10 M/s²
Basta substituir nas fórmulas e encontramos:
P = 2 × 10 = 20
EPG = 20 × 1,6
EPG = 32 Joules
A energia potencial gravitacional é de 32 Joules.
4 - a) Epel = m . g . h
Epel = 10 . 10 . 8 = 800 J
b) Epel = 10 . 10 . 4 = 400 J
c) Epel = 10 . 10 . 2 = 200 J
d) Epel = 10 . 10 . 0 = 0 J
5 - 45 metros
1-É so fazer Epg= Ec
2- Epg= 10*h
3- Ec= (30^2)/2
Agora é so resolver:
10*h=30^2/2
h= 450/10
h=45m
Ｓｅｍａｎａ 4
1 - B) O grego Arquimedes de Siracusa foi o primeiro a formular um sistema heliocêntrico para o universo
2 - A velocidade do planeta nas proximidades da estrela é maior que na posição mais afastada. Sendo assim, o tempo será menor.
Isso pode ser explicado pela segunda lei de Kleper cujo enunciado diz: "Uma linha unindo um planeta ao Sol varre áreas iguais em períodos de tempo iguais".
Para termos uma área nas proximidades do planeta de mesma dimensão que uma área na região mais afastada, teremos que ter um comprimento maior. Como os tempos para varrê-las são iguais, a velocidade no maior comprimento será maior.
3 - a) Se a massa da terra fosse 3 vezes maior, o valor da força seria
M ∙ (3m)
F' = G ∙ —————
r²
M ∙ m
F' = 3 ∙ G ∙ ————
r²
F' = 3 ∙ F
F' = 3 ∙ (4 ∙ 10²²)
F' = 12 ∙ 10²² N
F' = 1,2 ∙ 10²³ N
Nesta situação, a força seria 3 vezes maior.
b) Se a massa do sol fosse 2 vezes menor, o valor da força seria
(M/2) ∙ m
F' = G ∙ —————
r²
1 M ∙ m
F' = —— ∙ G ∙ ————
2 r²
1
F' = —— ∙ F
2
1
F' = —— ∙ (4 ∙ 10²²)
2
F' = 2 ∙ 10²² N
Nesta situação, a intensidade da força seria a metade da força real.
c) Se a distância entre à terra e o sol fosse 2 vezes maior, o valor da força seria
M ∙ m
F' = G ∙ ————
(2r)²
M ∙ m
F' = G ∙ ————
4r²
1 M ∙ m
F' = —— ∙ G ∙ ————
4 r²
1
F' = —— ∙ F
4
1
F' = —— ∙ (4 ∙ 10²²)
4
F' = 1 ∙ 10²² N
Nesta situação, a intensidade da força seria 4 vezes menor
4 - c) Se a distância entre dois corpos for triplicada, a força de atração gravitacional entre eles será nove vezes menor.
5 - b) permaneça inalterada
Resposta:Letra E
Explicação:
Ao tentar se mover, o cavalo empurra o chão para trás (←Fat) e recebe do chão uma força de
atrito (→Fat) para frente. Recebe também uma força F← feita pela carroça que tenta impedir
que ele se mova para frente. Assim, sobre o cavalo agem duas forças horizontais: o Fat→ e a
força F←. Se Fat→ for maior do que ←F, ele conseguirá sair do lugar
Explicação: