Exercícios sobre a segunda lei de newton (com respostas explicadas)

A Segunda Lei de Newton, também chamada de Princípio Fundamental da Dinâmica, afirma que a força resultante sobre um corpo é igual ao produto da massa (m) pela aceleração (a) desse corpo.

A equação é expressa como:

Sabemos os seguintes dados do problema:

Força aplicada = 20 N

Massa do bloco m=5 kg

Precisamos calcular a aceleração a. Para isso, rearranjamos a fórmula da Segunda Lei de Newton:

Substituindo os valores:

Portanto, a aceleração do bloco é 4 m/s².

A Segunda Lei de Newton afirma que a aceleração (a) de um corpo é diretamente proporcional à força resultante aplicada sobre ele e inversamente proporcional à sua massa. A fórmula é dada por:

Onde:

• F é a força resultante (em Newtons, N);
• m é a massa do corpo (em kg);
• a é a aceleração (em m/s²).

Queremos encontrar a aceleração a, então reorganizamos a fórmula para:

Agora, substituímos os valores fornecidos:

A Segunda Lei de Newton é expressa pela equação:

Onde:

F é a força aplicada (em Newtons, N),

m é a massa do objeto (em kg),

a é a aceleração (em m/s²).

Queremos encontrar a aceleração a, então reorganizamos a fórmula:

Agora, substituímos os valores fornecidos:

Resposta correta: c) 3 m/s²

A Segunda Lei de Newton afirma que a resultante das forças aplicadas em um corpo é proporcional à sua aceleração. A fórmula é:

Primeiro, precisamos calcular a força resultante:

O sinal negativo na força de 20 N se deve ao sentido em que a força é aplicada.

Agora, usamos a equação da segunda lei para calcular a aceleração:

Resposta correta: b) 2 m/s²

Para calcular a aceleração, utilizamos a Segunda Lei de Newton, dada por:

Primeiro, encontramos a força resultante. A força de resistência (ar + atrito) atua no sentido oposto à força aplicada. Portanto, a força resultante é:

Agora, usamos essa força resultante para calcular a aceleração. Sabemos que a massa do carro é 800 kg, então aplicamos na fórmula:

Resposta correta: c) 1,75 m/s²

Alternativa a: "A força entre duas massas puntiformes é proporcional à distância entre elas."

Esta afirmativa está incorreta. Na verdade, a força gravitacional entre duas massas puntiformes segue a Lei da Gravitação Universal, que afirma que a força é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as massas, não diretamente proporcional à distância.

Alternativa b: "A força resultante em uma massa puntiforme é proporcional a sua aceleração."

Esta afirmativa está correta. Segundo a Segunda Lei de Newton, a força resultante F em um objeto é dada pela fórmula:

F=m⋅a

Ou seja, a força é proporcional à aceleração a, sendo m a massa do corpo. Se a força aumenta, a aceleração também aumenta proporcionalmente.

Alternativa c: "A força resultante em uma massa puntiforme é inversamente proporcional a sua aceleração."

Esta afirmativa está incorreta. A segunda lei de Newton estabelece que a força é proporcional à aceleração e não inversamente proporcional. Se a força aumenta, a aceleração aumenta, e não o contrário.

Alternativa d: "A força entre duas massas puntiformes é proporcional ao quadrado da distância entre elas."

Esta afirmativa está incorreta. Como na alternativa (a), a força gravitacional entre duas massas puntiformes é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas, conforme a Lei da Gravitação Universal.

Se a força resultante aponta em uma direção fixa, a aceleração ocorre apenas nessa direção. Não haverá aceleração em direções perpendiculares a essa força. Isso está conforme a Segunda Lei de Newton, onde a aceleração é sempre na direção da força resultante.

As setas indicam que estas grandezas são vetoriais, ou seja, é necessário caracterizar a direção e o sentido de atuação delas.