Exercícios sobre as Leis de Newton para praticar (com respostas explicadas)
As três Leis de Newton são a base da mecânica clássica, abordando as causas e efeitos dos movimentos, tema central da Dinâmica. Aprimore seus conhecimentos e esclareça suas dúvidas com exercícios resolvidos.
Exercício 1
Um ônibus está se movendo em linha reta com velocidade constante. De repente, o motorista freia bruscamente. Os passageiros são jogados para frente. Qual das alternativas abaixo explica melhor esse fenômeno, segundo a Primeira Lei de Newton?
a) Os passageiros são mais leves que o ônibus e por isso são empurrados para frente.
b) Existe uma força misteriosa que empurra os passageiros para frente.
c) Os passageiros tendem a manter seu estado de movimento, enquanto o ônibus para.
d) O atrito entre os pés dos passageiros e o chão do ônibus é muito pequeno.
e) A força da gravidade aumenta durante a frenagem, puxando os passageiros para frente.
Alternativa correta (c):
A Primeira Lei de Newton, ou Lei da Inércia, afirma que um objeto em movimento tende a permanecer em movimento, a menos que uma força não nula atue sobre ele.
Quando o ônibus freia, os passageiros, por inércia, tendem a continuar se movendo na mesma velocidade, sendo "jogados" para frente.
Este exercício ilustra a Primeira Lei de Newton em um contexto cotidiano. Ele demonstra como a tendência dos objetos em manter seu estado de movimento (inércia) pode causar efeitos surpreendentes, como os passageiros "jogados" para frente em um ônibus que freia.
Exercício 2
Um corpo de massa 10 kg está sendo puxado em uma superfície horizontal lisa por uma força constante de 20 N. Qual será a aceleração do corpo?
a) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 4 m/s²
d) 10 m/s²
e) 20 m/s²
Dados:
- Massa do corpo: m = 10 kg
- Força aplicada: F = 20 N
Fórmula da Segunda Lei de Newton:
Onde:
- F = força aplicada (em newtons)
- m = massa do corpo (em quilogramas)
- a = aceleração (em metros por segundo ao quadrado)
Para encontrar a aceleração, devemos isolar o a na fórmula:
Substituindo os valores:
Portanto, a aceleração do corpo é de 2 m/s².
Exercício 3
Um astronauta, ao caminhar no espaço, utiliza um equipamento propulsor. Ao acionar o equipamento para se mover para a frente, ele observa que uma pequena quantidade de gás é expelida para trás. Qual das alternativas abaixo explica corretamente esse fenômeno, segundo a Terceira Lei de Newton?
a) O gás é mais leve que o astronauta, por isso é empurrado para trás com mais força.
b) Existe uma força misteriosa que empurra o gás para trás.
c) A força com que o equipamento expele o gás para trás é igual em módulo e em direção à força que impulsiona o astronauta para frente.
d) O vácuo do espaço faz com que o gás seja expelido com mais força.
e) A gravidade não atua no espaço, por isso o gás é livre para se mover em qualquer direção.
Resposta Correta: c) A força com que o equipamento expele o gás para trás é igual em módulo e em direção à força que impulsiona o astronauta para frente.
Quando o equipamento expele o gás para trás, ele exerce uma força sobre o gás (ação), e o gás exerce uma força igual e oposta sobre o equipamento (reação), impulsionando o astronauta para frente.
Exercício 4
Uma caixa de massa 5 kg é puxada sobre uma superfície horizontal. A força aplicada na caixa é de 40 N. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície é 0,2 e que a aceleração da gravidade é 10 m/s², determine a aceleração da caixa.
a) 4,0 m/s²
b) 6,0 m/s²
c) 7,2 m/s²
d) 8,0 m/s²
e) 10,0 m/s²
Passo 1: Calcular a força de atrito cinético:
Onde:
é o coeficiente de atrito;- Fat é a força de atrito;
- FN é a força normal.
Como a superfície é horizontal, a força normal é igual ao peso:
Onde:
- m é a massa;
- g é a aceleração da gravidade.
Substituindo os valores:
Podemos agora substituir os valores na fórmula da força de atrito:
Passo 2: determinar a força resultante.
A força resultante é o somatório das forças que atuam no corpo. Neste caso, há duas forças: a força de aplicação e a força de atrito.
Como elas atuam na mesma direção, porém em sentidos opostos:
Passo 3: Calcular a aceleração com a Segunda Lei de Newton.
Quer continuar praticando? Veja mais exercícios sobre as Leis de Newton.
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