1) Um corpo com massa de 5 kg é submetido a uma força de intensidade 25N. Qual é a aceleração que ele adquire? a) 1m/s² b) 3m/s² c) 5m/s² d) 7m/² e) 9m/s² 2) Quando a resultante das forças que atuam sobre um corpo é 30N, sua aceleração é 2m/s². Se a resultante das forças fosse 45N, a aceleração seria de: a) 2,5m/s² b) 3,0m/s² c) 7,5m/s² d) 2/s² e) Nenhuma das alternativas. 3) Um corpo com massa de 60 kg está na superfície do planeta Marte, onde a aceleração da gravidade é 3,71m/s². De acordo com esses dados, qual será o peso desse corpo? a) 222,6N b) 117,5N c) 344,1N d) 291,9N e) Nenhuma das alternativas. 4) Uma pessoa A tem 70kg de massa e está numa região de gravidade 10m/s², e outnra pessoa B tem 140kg de massa e está numa região de 5m/s² de gravidade a) A é a mais pesada que B b) B é mais pesada que A c) A e B possuem o mesmo peso d) A e B possuem pesos diferentes, porém é impossível saber a mais pesada e) Nenhuma das alternativas.
5) A primeira Lei de Newton afirma que, se a soma de todas as forças atuando sobre o corpo for zero, o corpo..? a) Terá um movimento uniformemente variado b) Apresentará velocidade constante c) Apresentará velocidade constante em módulo, mas sua direção poderá ser alterada d) Será desacelerado e) Apresentará um movimento circular uniforme
Usando duas Leis de Newton, a Segunda e a Primeira , obtém-se:
1) a = 5 m/s² C)
2) a = 3,0 m/s² B)
3) P = 222,6 N A)
4) A e B possuem o mesmo peso; 700 N
5) Apresentará velocidade constante B)
Nota 1 :
A maior parte destes exercícios vai ser resolvido através da Segunda Lei de Newton.
Desta lei obtém-se a seguinte fórmula:
[tex]\boxed{\vec{Fr} = m \cdot \vec{a}}[/tex]
[tex]\vec{Fr}[/tex] = força resultante das forças aplicadas a um corpo
m = massa do corpo
[tex]\vec{a}[/tex] = aceleração do corpo
As unidades do SI (Sistema Internacional) para cada uma destas variáveis são:
[tex]\vec{Fr}[/tex] → tem-se a unidade N (Newton)
[tex]m[/tex] → kg
[tex]\vec{a}=\dfrac{m}{s^{2} }[/tex]
Na aceleração a unidade é [tex]\dfrac{m}{s^2}[/tex] e lê-se:
" metros por segundo quadrado "
[tex]\vec{Fr}[/tex] " força resultante " da aplicação de uma ou mais forças num corpo é aquela que faz mover um corpo numa determinada direção e sentido
Breve exemplo:
Se três estudantes se colocarem a empurrar uma mesa, os três na mesma esquina, mas em posições diferentes, não vamos ver a mesa a se deslocar em três direções e sentidos diferentes.
Vai ser a Força resultante ( [tex]\vec{Fr}[/tex] ) dessas três forças que vai determinar para onde se desloca a mesa.
Que tem uma aceleração gravitacional diferente da do planeta Terra.
Neste exercício vai haver lugar a uma clarificação do que é "peso" e "
massa " em Física.
Está-se habituado a dizer:
" O peso do João é 65 kg "
Mas esta afirmação está incorreta, em termos da Física.
A "massa " do corpo do João é que é 65 kg
Mas o peso é calculável através da seguinte fórmula:
[tex]P = m \cdot \vec{a}[/tex]
P = Peso ( em Newtons )
m = massa ( em kg )
a = aceleração em [tex]( ~m/s^{2}~)[/tex]
[tex]P = 65 \cdot 9{,}8[/tex]
[tex]P = 637 ~~N[/tex]
Nota 2 :
O peso de um corpo, mesmo que seja humano, é expresso Newtons e não em kg.
Nota 3
No planeta Terra existe uma aceleração gravitacional de:
[tex]9{,} 8~ m/s^2[/tex]
Mas neste exercício em particular a aceleração gravitacional é diferente.
[tex]P = m \cdot \vec{a}[/tex]
[tex]P =60 \cdot 3{,}71[/tex]
[tex]\boxed{P= 222{,}6 ~N}[/tex]
Logo A)
4)
Aplicando a mesma fórmula do exercício anterior para cálculo do Peso :
[tex]P_{A} = M_{A} \cdot g[/tex]
[tex]P_{A} =70 \cdot 10[/tex]
[tex]\boxed{P_{A} =700~N}[/tex]
[tex]M_{A} =~massa~de~pessoa ~A[/tex]
[tex]M_{B} =~massa~de~pessoa ~B[/tex]
[tex]P_{B} = M_{B} \cdot g[/tex]
[tex]P_{B} = 140 \cdot 5[/tex]
[tex]\boxed{P_{B} = 700~ N}[/tex]
Logo C) A e B têm o mesmo peso
5)
b) Apresentará velocidade constante
Na realidade a Primeira Lei de Newton diz que:
Quando " a soma de todas as forças sobre um corpo for zero" [tex](\vec{F_{r} }~=~0)[/tex] uma de duas situações acontece :
O corpo fica em repouso, pois estava parado e com [tex]\vec{F_{r} }~=~0[/tex] a velocidade é nula, pois não força nenhuma a procurar alterar a posição do corpo
ou
Em movimento uniforme (velocidade constante) pois se a [tex]\vec{F_{r} }~=~0[/tex] for zero, não modifica a velocidade que o corpo já tinha
Nota 4 :
A Força Resultante ([tex]\vec{F_{r} }[/tex])
e [tex](~\vec{a}~)[/tex] " aceleração "
são grandezas vetoriais;
daí se representar com o sinal de vetor ([tex]\vec{a}[/tex] e [tex]\vec{F_{r} }[/tex] ) por cima de cada uma
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Realizando os cálculos, podemos concluir que as respostas das questões são:
2ª Lei de Newton
Criada pelo físico Isaac Newton, esta lei afirma que o produto da massa de um corpo pela sua aceleração é igual a força resultante que age sobre ele.
A fórmula associada à 2ª Lei de Newton é:
[tex]\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=m.a}$}}[/tex]
Em que:
[tex]\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=forca~resultante~(N)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{m=massa~do~corpo~(kg)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{a=aceleracao~(m/s^{2})}$}[/tex]
Resolução dos exercícios
1) Aplique a 2ª Lei de Newton para determinar a aceleração.
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=m.a\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=25N}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=5kg}$} \\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{a=? }$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{25=5~.~a}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{a=\dfrac{25}{5}}$}\\\\\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{a=5m/s^{2}}$}}[/tex]
A aceleração que o corpo adquire é igual a 5m/s².
Logo, a alternativa C está correta.
2) Primeiramente, devemos calcular a massa do corpo.
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=m.a\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=30N}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=?}$} \\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{a=2m/s^{2} }$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{30=m~.~2}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=\dfrac{30}{2}}$}\\\\\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=15kg}$}}[/tex]
Tendo a massa, podemos determinar a aceleração obtida quando a força resultante é igual a 45N:
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=m.a\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{Fr=45N}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=15kg}$} \\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{a=? }$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{45=15~.~a}$}\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{a=\dfrac{45}{15}}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{a=3m/s^{2}}$}[/tex]
A aceleração obtida pelo corpo seria de 3m/s².
Logo, a alternativa B está correta.
3) A força peso é calculada com a seguinte expressão:
[tex]\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{P=m~.~g}$}}[/tex]
Em que:
[tex]\displaystyle\text{$\mathsf{P=peso~(N)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{m=massa~do~corpo~(kg)}$}\\\displaystyle\text{$\mathsf{g=aceleracao~da~gravidade~(m/s^{2})}$}[/tex]
Sabendo disso, o peso do corpo será igual a:
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{P=m~.~g\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{P=?}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m=60kg }$}\\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{g=3,71m/s^{2} }$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{P=60~.~3,71}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{P=222,6N}$}}[/tex]
O peso desse copo será igual a 222,6N.
Logo, a alternativa A está correta.
4) Aplique a fórmula da força peso e descubra o peso de ambas as pessoas.
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{P_{A}=m_{A}~.~g\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{P=?}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m_{A}=70kg}$} \\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{g=10/s^{2} }$}\end{matrix}\right.}$}[/tex]
[tex]\large\displaystyle\text{$\mathsf{P_{A}=70~.~10}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{P_{A}=700N}$}}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{P_{B}=m_{B}~.~g\left\{\begin{matrix} \large\displaystyle\text{$\mathsf{P=?}$}\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{m_{A}=140kg}$} \\ \large\displaystyle\text{$\mathsf{g=5/s^{2} }$}\end{matrix}\right.}$}\\\\\\\large\displaystyle\text{$\mathsf{P_{B}=140~.~5}$}\\\boxed{\large\displaystyle\text{$\mathsf{P_{B}=700N}$}}[/tex]
Observe que as pessoas A e B tem o o mesmo peso.
Logo, a alternativa C está correta.
5) A 1ª Lei de Newton afirma que, se a soma de todas as forças atuando sobre o corpo for zero, o corpo poderá estar:
Para um móvel mudar sua direção de movimento, a força resultante que atua sobre ele deve ser diferente de zero.
Logo, a alternativa B está correta.
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Usando duas Leis de Newton, a Segunda e a Primeira , obtém-se:
1) a = 5 m/s² C)
2) a = 3,0 m/s² B)
3) P = 222,6 N A)
4) A e B possuem o mesmo peso; 700 N
5) Apresentará velocidade constante B)
Nota 1 :
A maior parte destes exercícios vai ser resolvido através da Segunda Lei de Newton.
Desta lei obtém-se a seguinte fórmula:
[tex]\boxed{\vec{Fr} = m \cdot \vec{a}}[/tex]
[tex]\vec{Fr}[/tex] = força resultante das forças aplicadas a um corpo
m = massa do corpo
[tex]\vec{a}[/tex] = aceleração do corpo
As unidades do SI (Sistema Internacional) para cada uma destas variáveis são:
[tex]\vec{Fr}[/tex] → tem-se a unidade N (Newton)
[tex]m[/tex] → kg
[tex]\vec{a}=\dfrac{m}{s^{2} }[/tex]
Na aceleração a unidade é [tex]\dfrac{m}{s^2}[/tex] e lê-se:
" metros por segundo quadrado "
[tex]\vec{Fr}[/tex] " força resultante " da aplicação de uma ou mais forças num corpo é aquela que faz mover um corpo numa determinada direção e sentido
Breve exemplo:
Se três estudantes se colocarem a empurrar uma mesa, os três na mesma esquina, mas em posições diferentes, não vamos ver a mesa a se deslocar em três direções e sentidos diferentes.
1 )
Aplicando a fórmula da Segunda Lei de Newton
[tex]\vec{Fr}=25~~N[/tex]
[tex]m = 5~ kg[/tex]
[tex]25= 5\cdot \vec{a}[/tex]
[tex]\dfrac{25}{5} = \dfrac{5\cdot \vec{a}}{5} \\\\\boxed{\vec{a} = 5~m/s^{2}}[/tex]
Logo C)
2)
Aplicando a Segunda Lei de Newton
[tex]\vec{Fr}=30~N[/tex]
m = não se conhece
[tex]\vec{a}[/tex] = [tex]2~m/s^{2}[/tex]
Em primeiro lugar tem que se calcular a massa do corpo
[tex]30 = m \cdot 2[/tex]
[tex]\dfrac{30}{2} =\dfrac{ m \cdot 2}{2} \\ \\ m=15 ~kg[/tex]
Mas o que é pedido é a aceleração, se o mesmo corpo sofresse uma força resultante [tex]\vec{Fr} = 45 ~N[/tex] e não de 30 N.
Aplicação da mesma fórmula
[tex]45 = 15 \cdot \vec{a}[/tex]
[tex]\dfrac{45}{15} = \dfrac{15\cdot \vec{a}}{15} \\~\\\boxed{\vec{a}=3{,}0~ m/s^{2}}[/tex]
Logo B)
3)
Repare-se que o que é pedido é feito em Marte.
Que tem uma aceleração gravitacional diferente da do planeta Terra.
Neste exercício vai haver lugar a uma clarificação do que é "peso" e "
massa " em Física.
Está-se habituado a dizer:
" O peso do João é 65 kg "
Mas esta afirmação está incorreta, em termos da Física.
A "massa " do corpo do João é que é 65 kg
Mas o peso é calculável através da seguinte fórmula:
[tex]P = m \cdot \vec{a}[/tex]
P = Peso ( em Newtons )
m = massa ( em kg )
a = aceleração em [tex]( ~m/s^{2}~)[/tex]
[tex]P = 65 \cdot 9{,}8[/tex]
[tex]P = 637 ~~N[/tex]
Nota 2 :
O peso de um corpo, mesmo que seja humano, é expresso Newtons e não em kg.
Nota 3
No planeta Terra existe uma aceleração gravitacional de:
[tex]9{,} 8~ m/s^2[/tex]
Mas neste exercício em particular a aceleração gravitacional é diferente.
[tex]P = m \cdot \vec{a}[/tex]
[tex]P =60 \cdot 3{,}71[/tex]
[tex]\boxed{P= 222{,}6 ~N}[/tex]
Logo A)
4)
Aplicando a mesma fórmula do exercício anterior para cálculo do Peso :
[tex]P_{A} = M_{A} \cdot g[/tex]
[tex]P_{A} =70 \cdot 10[/tex]
[tex]\boxed{P_{A} =700~N}[/tex]
[tex]M_{A} =~massa~de~pessoa ~A[/tex]
[tex]M_{B} =~massa~de~pessoa ~B[/tex]
[tex]P_{B} = M_{B} \cdot g[/tex]
[tex]P_{B} = 140 \cdot 5[/tex]
[tex]\boxed{P_{B} = 700~ N}[/tex]
Logo C) A e B têm o mesmo peso
5)
b) Apresentará velocidade constante
Na realidade a Primeira Lei de Newton diz que:
Quando " a soma de todas as forças sobre um corpo for zero" [tex](\vec{F_{r} }~=~0)[/tex] uma de duas situações acontece :
ou
Nota 4 :
A Força Resultante ([tex]\vec{F_{r} }[/tex])
e [tex](~\vec{a}~)[/tex] " aceleração "
são grandezas vetoriais;
daí se representar com o sinal de vetor ([tex]\vec{a}[/tex] e [tex]\vec{F_{r} }[/tex] ) por cima de cada uma
destas grandezas
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Bons estudos
Att: Duarte Morgado
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[tex](\cdot)[/tex] multiplicação
[tex](~\vec{a}~)[/tex] a seta em cima da letra "a", quer dizer que a aceleração é um vetor