As Leis de Newton são os princípios fundamentais utilizados para compreender o movimento dos corpos. As leis constroem uma base da fundamentação da mecânica clássica. Leia o resumo abaixo e pratique com os exercícios sobre leis de Newton.
Provavelmente, você já deve ter estudado sobre Isaac Newton e as leis formuladas por ele. A prova de física é uma das mais difíceis na opinião dos vestibulandos, por isso é essencial que você saiba quais são as leis de Newton para ir bem no ENEM e em outros vestibulares.
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- Resumo das Leis de Newton;
- Exercícios sobre as Leis de Newton;
- Respostas dos Exercícios sobre as Leis de Newton;
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O que são as 3 Leis de Newton?
As Leis de Newton são utilizadas para analisar o movimento dos corpos e são consideradas princípios fundamentais da mecânica clássica.
Isaac Newton publicou as três leis de Newton em 1687, na obra de três volumes “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural” (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica). É importante ressaltar que Isaac Newton (1643-1727) foi um importante cientista que contribuiu para o desenvolvimento da física e da matemática.
Quais são três as leis de Newton?
- Primeira Lei de Newton: Lei da Inércia ou Princípio da Inércia;
- Segunda Lei de Newton: Princípio Fundamental da Dinâmica;
- Terceira Lei de Newton: Lei da Ação e Reação ou Princípio da Ação e Reação.
Vamos entender cada uma delas separadamente.
1. Primeira Lei de Newton
A primeira lei de Newton, também conhecida como “Lei da Inércia” ou “Princípio da Inércia”, afirma que a tendência dos corpos, quando não há força exercida sobre eles, é permanecerem em repouso ou movimento retilíneo uniforme (MRU).
Sendo assim, para um corpo sair do repouso ou do movimento retilíneo uniforme é preciso que exista uma força atuante sobre ele. Quando a soma vetorial das forças for nula, o resultado será o equilíbrio das partículas, porém quando existirem forças resultantes, terá variação na velocidade.
A massa de um corpo é proporcional à sua inércia, ou seja, quanto maior a massa de um corpo, maior será também a sua inércia, ou seja, o corpo permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.
Vamos imaginar uma situação: Um motorista com passageiros está dirigindo em uma estrada numa determinada velocidade, porém ele precisa frear rapidamente para o carro não bater em uma árvore. Segundo a primeira lei de Newton a tendência dos passageiros é continuar em movimento, ou seja, eles serão jogados para frente e não parar juntamente com o carro.
Teste os seus conhecimentos sobre a Primeira lei de Newton!
2. Segunda Lei de Newton
A segunda lei de Newton, também conhecida como “Princípio Fundamental da Dinâmica”, fala que a força resultante (soma vetorial total das forças aplicadas) é diretamente proporcional ao produto da aceleração do corpo por sua massa, veja a fórmula:
- Fr : Resultante das forças que atuam sobre o corpo;
- m : Massa do corpo;
- d : Aceleração.
Segundo o Sistema Internacional (SI) as unidade de medida são determinadas por:
- Força: Newton (N);
- Massa: Quilograma (Kg);
- Aceleração: Metros por segundo ao quadrado((m/s²).
A força resultante é o resultado da soma vetorial, ou seja, a soma de todas as forças que atuam sobre um corpo. A força é um vetor e possui módulo, direção e sentido, sendo as setas acima das letras na fórmula a representação dos vetores.
A direção e o sentido da aceleração será igual ao da força resultante.
3. Terceira Lei de Newton
A terceira lei de Newton, também chamada de “Lei da Ação e Reação” ou “Princípio da Ação e Reação” fala que toda força de ação possui uma força de reação, ou seja, as forças de ação e reação são ligadas, a sua atuação é em par e são direcionadas a corpos diferentes.
Apesar de atuarem em corpos diferentes, a força de ação e reação possuem a mesma intensidade, direção e sentidos opostos.
Parece complicado, mas vamos imaginar a seguinte situação: Duas pessoas de patins estão paradas uma de frente para a outra, se a pessoa der um empurrão na outra, as duas vão se mover, porém será em sentidos opostos, pois o empurrão terá a mesma intensidade nas duas pessoas.
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Exercícios sobre Leis de Newton
Questão 1 – (Unespar-PR) – Um corpo com massa de 5 kg é lançado sobre um plano horizontal liso, com velocidade de 40 m/s. Determine o módulo da intensidade da força que deve ser aplicada sobre o corpo contra o sentido do movimento, para pará-lo em 20 s.
a) 200 N
b) 20 N
c) 10 N
d) 40 N
e) 8 N
Questão 2 – (PUC-MG) – Um automóvel, com uma massa de 1200 kg, tem uma velocidade de 72 km/h quando os freios são acionados, provocando uma desaceleração constante e fazendo com que o carro pare em 10 s, a força aplicada ao carro pelos freios vale, em newtons:
a) 3600
b) 2400
c) 1800
d) 900
Questão 3 – (IF-GO) – Um nadador, conforme mostrado na figura, imprime uma força com as mãos na água (F1) trazendo-a na direção de seu tórax. A água, por sua vez, imprime uma força no nadador (F2) para que ele se mova para frente durante o nado.
Assinale a resposta correta:
a) Esse princípio obedece à Lei da Inércia, uma vez que o nadador permanece em seu estado de movimento.
b) Obedecendo à Lei da Ação e Reação, o nadador imprime uma força na água para trás e a água, por sua vez, empurra-o para frente.
c) O nadador puxa a água e a água empurra o nadador, obedecendo à Lei das Forças (segunda Lei de Newton).
d) Nesse caso, é o nadador que puxa seu corpo, aplicando uma força nele próprio para se movimentar sobre a água.
e) O nadador poderá mover-se, pois a força que ele aplica na água é maior do que a resultante das forças que a água aplica sobre ele.
Questão 4 – (UNIFICADO-RJ) – Dentro de um elevador, um objeto de peso 100 N está apoiado sobre uma superfície. O elevador está descendo e freando com aceleração vertical e para cima de 0,1 m/s2. Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s2. Durante o tempo de frenagem, a força que sustenta o objeto vale, em newtons:
a) 101
b) 99
c) 110
d) 90
e) 100
Questão 5 – (UEA) – Um objeto, que se desloca horizontalmente com velocidade v0, é submetido à ação de uma força constante de intensidade F que o acelera, levando-o a atingir a velocidade v em um intervalo de tempo t. Nessas condições, é correto afirmar que a massa do objeto vale:
a) (v – v0) ÷ F.t
b) F.t ÷ (v – v0)
c) F.(v – v0) ÷ t
d) (F – v) ÷ v0.t
e) v.t ÷ (F – v0)
Questão 6 – Enem – 2016 – Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.C. a 212 a.C.). O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de 3 000 kg, que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força ,
paralela à direção do movimento e de módulo igual a 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e que a superfície da praia é perfeitamente horizontal.
O número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi
a) 3.
b) 6.
c) 7.
d) 8.
e) 10.
Questão 7 – UFRGS – 2018 – O cabo-de-guerra é uma atividade esportiva na qual duas equipes, A e B, puxam uma corda pelas extremidades opostas, conforme representa a figura abaixo.
Considere que a corda é puxada pela equipe A com uma força horizontal de módulo 780 N e pela equipe B com uma força horizontal de modulo 720 N. Em dado instante, a corda arrebenta. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A força resultante sobre a corda, no instante imediatamente anterior ao rompimento, tem módulo 60 N e aponta para a ________. Os módulos das acelerações das equipes A e B, no instante imediatamente posterior ao rompimento da corda, são, respectivamente, ________, supondo que cada equipe tem massa de 300 kg.
a) esquerda – 2,5 m/s2 e 2,5 m/s2
b) esquerda – 2,6 m/s2 e 2,4 m/s2
c) esquerda – 2,4 m/s2 e 2,6 m/s2
d) direita – 2,6 m/s2 e 2,4 m/s2
e) direita – 2,4 m/s2 e 2,6 m/s2
Questão 8 – UFRGS – 2017 – Aplica-se uma força de 20 N a um corpo de massa m. O corpo desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta 10 m/s a cada 2 s. Qual o valor, em kg, da massa m?
a) 5.
b) 4.
c) 3.
d) 2.
e) 1.
Questão 9 – UERJ – 2013 – Um bloco de madeira encontra-se em equilíbrio sobre um plano inclinado de 45º em relação ao solo. A intensidade da força que o bloco exerce perpendicularmente ao plano inclinado é igual a 2,0 N.
Entre o bloco e o plano inclinado, a intensidade da força de atrito, em newtons, é igual a:
a) 0,7
b) 1,0
c) 1,4
d) 2,0
Questão 10 – (UFJF MG/2015) – Use quando necessário: g = 10 m/s2; cos(30) = 0,87; sen(30) = 0,50; π = 3.
Em relação às Leis de Newton, é CORRETO afirmar que:
a) a ação de uma força sobre um corpo não necessariamente altera seu estado de movimento.
b) a toda ação tem uma reação, que resulta na mudança de estado de movimento de um corpo.
c) em um corpo em repouso ou em movimento uniforme, em relação ao mesmo referencial, não existe a ação de forças.
d) sobre um corpo que realiza um movimento circular uniforme, o somatório das forças é nulo.
e) a força centrípeta é responsável por manter a resultante das forças igual a zero.
Questão 11 – (UNITAU SP/2014) – A mecânica clássica newtoniana está baseada em três leis da Física, usualmente conhecidas como as Leis de Newton. Sobre essas leis, é totalmente CORRETO afirmar que
a) a primeira lei de Newton estabelece que um corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme sempre que a resultante das forças que atuam sobre esse corpo for nula.
b) a segunda lei de Newton só se aplica para sistema de partículas de massas constantes em regime estático.
c) a terceira lei de Newton aplica-se, por exemplo, na interação de dois corpos de massas constantes somente quando esses se encontram em repouso.
d) a primeira lei de Newton estabelece que um corpo permanece em repouso ou em movimento acelerado sempre que a resultante das forças que atuam sobre ele for nula.
e) a segunda lei de Newton só se aplica a uma partícula quando sua massa permanece constante ao longo do movimento.
Muito bem! Você chegou à metade dos Exercícios de Leis de Newton. Continue fazendo o restante.
Questão 12 – (UEFS BA/2015) –
Segundo Newton, a única propriedade dos corpos que interessa é a sua massa, sendo possível descrever as leis da natureza, considerando-se a matéria como constituída por pontos materiais.
A figura representa um corpo de massa m = 3,2kg sendo puxado por uma força de intensidade F = 20,0N, que forma um ângulo de 37º com a direção do movimento.
Considerando-se que o módulo da aceleração da gravidade é igual 10m/s2, cos37º = 0,8, sen37º = 0,6 e que o corpo desliza horizontalmente com velocidade constante, é correto afirmar que o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície horizontal é igual a
a) 0,7
b) 0,6
c) 0,5
d) 0,8
e) 0,4
Questão 13 – (UECE/2014) – Sobre a segunda lei de Newton, é correto afirmar que
a) a força resultante em uma massa puntiforme é proporcional a sua aceleração.
b) a força entre duas massas puntiformes é proporcional à distância entre elas.
c) a força entre duas massas puntiformes é proporcional ao quadrado da distância entre elas.
d) a força resultante em uma massa puntiforme é inversamente proporcional a sua aceleração.
Questão 14 – (UDESC/2015) – Com relação às Leis de Newton, analise as proposições.
I. Quando um corpo exerce força sobre o outro, este reage sobre o primeiro com uma força de mesma intensidade, mesma direção e mesmo sentido.
II. A resultante das forças que atuam em um corpo de massa m é proporcional à aceleração que este corpo adquire.
III. Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que uma força resultante, agindo sobre ele, altere a sua velocidade.
IV. A intensidade, a direção e o sentido da força resultante agindo em um corpo é igual à intensidade, à direção e ao sentido da aceleração que este corpo adquire.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
e) Todas as afirmativas são verdadeiras.
Questão 15 – (UNISC RS/2015) – Qual dessas expressões melhor define uma das leis de Newton?
a) Todo corpo mergulhado num líquido desloca um volume igual ao seu peso.
b) A toda ação existe uma reação.
c) A força gravitacional é definida como a força que atua num corpo de massa m.
d) A força de atrito é igual ao produto da massa de um corpo pela sua aceleração.
e) O somatório das forças que atuam num corpo é sempre igual ao peso do corpo.
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Questão 16 – (UEA AM/2017) – O gráfico mostra a variação do módulo da força, em newtons, aplicada a uma mola helicoidal em função da elongação que ela sofre, medida em centímetros.
Para uma elongação de 34 cm, dentro do limite de elasticidade da mola, o módulo da força aplicada é de
a) 11,5 N.
b) 13,6 N.
c) 6,8 N.
d) 8,2 N.
e) 10,6 N.
Questão 17 – (Unicastelo-SP)
Assinale a alternativa que contém um exemplo de aplicação da Primeira Lei de Newton.
a) Um livro apoiado sobre uma mesa horizontal é empurrado horizontalmente para a direita com uma força de mesma intensidade da força de atrito que atua sobre ele, mantendo-o em movimento retilíneo e uniforme.
b) Quando um tenista acerta uma bola com sua raquete, exerce nela uma força de mesma direção e intensidade da que a bola exerce na raquete, mas de sentido oposto.
c) Em uma colisão entre duas bolas de bilhar, a quantidade de movimento do sistema formado por elas imediatamente depois da colisão é igual à quantidade de movimento do sistema imediatamente antes da colisão.
d) Em um sistema de corpos onde forças não conservativas não realizam trabalho, só pode ocorrer transformação de energia potencial em cinética ou de energia cinética em potencial.
e) Se a força resultante que atua sobre um carrinho de supermercado enquanto ele se move tiver sua intensidade dobrada, a aceleração imposta a ele também terá sua intensidade dobrada.
Questão 18 – (Cefet-MG) Um veículo segue em uma estrada horizontal e retilínea e o seu velocímetro registra um valor constante. Referindo-se a essa situação, assinale (V) para as afirmativas verdadeiras ou (F) para as falsas.
( ) A aceleração do veículo é nula.
( ) A resultante das forças que atuam sobre o veículo é nula.
( ) A força resultante que atua sobre o veículo tem o mesmo sentido do vetor velocidade.
A sequência correta encontrada é
a) V F F.
b) F V F.
c) V V F.
d) V F V.
Questão 19 – (UFTM) Após a cobrança de uma falta, num jogo de futebol, a bola chutada acerta violentamente o rosto de um zagueiro. A foto mostra o instante em que a bola encontra-se muito deformada devido às forças trocadas entre ela e o rosto do jogador.
A respeito dessa situação, são feitas as seguintes afirmações:
I. A força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm direções iguais, sentidos opostos e intensidades iguais, porém, não se anulam.
II. A força aplicada pelo rosto na bola é mais intensa do que a aplicada pela bola no rosto, uma vez que a bola está mais deformada do que o rosto.
III. A força aplicada pelo rosto na bola atua durante mais tempo do que a aplicada pela bola no rosto, o que explica a inversão do sentido do movimento da bola.
IV. A força de reação aplicada pela bola no rosto é a força aplicada pela cabeça no pescoço do jogador, que surge como consequência do impacto.
É correto o contido apenas em
a) I.
b) I e III.
c) I e IV.
d) II e IV.
e) II, III e IV.
Questão 20 – (ENEM – 2017) Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de 0,30 segundos de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes. O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.
Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão interna ao motorista?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
Questão 21 – (PUC/SP – 2018) Um objeto cúbico, maciço e homogêneo, de massa igual a 1500 g, está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o objeto e a superfície é igual a 0,40. Uma força F, horizontal à superfície, é aplicada sobre o centro de massa desse objeto.
Que gráfico melhor representa a intensidade da força de atrito estático Fatrito em função da intensidade F da força aplicada? Considere as forças envolvidas em unidades do SI.
Questão 21 – (UERJ – 2018) Em um experimento, os blocos I e II, de massas iguais a 10 kg e a 6 kg, respectivamente, estão interligados por um fio ideal. Em um primeiro momento, uma força de intensidade F igual a 64 N é aplicada no bloco I, gerando no fio uma tração TA. Em seguida, uma força de mesma intensidade F é aplicada no bloco II, produzindo a tração TB. Observe os esquemas:
Desconsiderando os atritos entre os blocos e a superfície S, a razão entre as trações
corresponde a:
Parabéns, você fez todos os exercícios sobre Leis de Newton. Confira agora o Gabarito:
Respostas dos Exercícios sobre Leis de Newton
Exercício resolvido da questão 1 –
c) 10 N
Exercício resolvido da questão 2 –
b) 2400
Exercício resolvido da questão 3 –
b) Obedecendo à Lei da Ação e Reação, o nadador imprime uma força na água para trás e a água, por sua vez, empurra-o para frente.
Exercício resolvido da questão 4 –
a) 101
Exercício resolvido da questão 5 –
b) F.t ÷ (v – v0)
Exercício resolvido da questão 6 –
b) 6.
Exercício resolvido da questão 7 –
b) esquerda – 2,6 m/s2 e 2,4 m/s2
Exercício resolvido da questão 8 –
b) 4.
Exercício resolvido da questão 9 –
d) 2,0
Exercício resolvido da questão 10 –
a) a ação de uma força sobre um corpo não necessariamente altera seu estado de movimento.
Exercício resolvido da questão 11 –
a) a primeira lei de Newton estabelece que um corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme sempre que a resultante das forças que atuam sobre esse corpo for nula.
Exercício resolvido da questão 12 –
d) 0,8
Exercício resolvido da questão 13 –
a) a força resultante em uma massa puntiforme é proporcional a sua aceleração.
Exercício resolvido da questão 14 –
a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
Exercício resolvido da questão 15 –
b) A toda ação existe uma reação.
Exercício resolvido da questão 16 –
b) 13,6 N.
Exercício resolvido da questão 17 –
a) Um livro apoiado sobre uma mesa horizontal é empurrado horizontalmente para a direita com uma força de mesma intensidade da força de atrito que atua sobre ele, mantendo-o em movimento retilíneo e uniforme.
Exercício resolvido da questão 18 –
c) V V F.
Exercício resolvido da questão 19 –
a) I.
Exercício resolvido da questão 20 –
b) 2
Exercício resolvido da questão 21 –
c) 3/5
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