Atividade: Sistemas de Forças em Desquilíbrio

Nesta atividade, nós vamos praticar a aplicação da segunda le do movimento de Newton e a terceira lei do movimento de Newton para analisar sistemas de forças que produzem uma força resultante que é não nula.

Q1:

Um balão de ar quente tem uma massa de 350 kg. O balão está próximo do solo e duas cordas foram atiradas dele para que pessoas no solo as apanhassem para ajudar a puxá-lo para baixo. Antes de as cordas serem puxadas, o balão acelera para baixo a 0,25 m/s2. E quando as cordas são puxadas, este acelera para baixo a 1,5 m/s2. As cordas tem a mesma força aplicadas nelas e cada pessoa que puxa cada corda tem uma massa de 75 kg. Quantos newtons pesa aparentemente cada pessoa que segura as cordas?

Q2:

Uma ciclista fornece uma força de 250 N para sua bicicleta. Ela e a bicicleta juntas têm uma massa de 130 kg. A bicicleta acelera a 1,5 m/s2 como ela viaja em um vento contrário que se aplica uma força de 15 N na direção oposta à velocidade da bicicleta, e o atrito age na bicicleta na mesma direção que o vento. Quanta força, em newtons, é fornecida por atrito?

Q3:

Um carro com uma massa de 320 kg tem problemas com o motor pelo que é puxado por uma carrinha enquanto o condutor do carro avariado tenta iniciar o seu motor. A carrinha fornece uma força de 960 N ao carro e a força de atrito de 160 N atua em sentido oposto ao do movimento do carro. O motor avariado começa a trabalhar e fornece ao carro uma força de 160 N. Qual é a aceleração do carro quando é posto o motor a trabalhar?

Q4:

Um piano de massa 300 kg é movido ao longo de uma superfície horizontal por uma pessoa que o empurra de um lado e outra pessoa puxa-o do outro. O piano acelera a 0,25 m/s2. A força que o empurra é de 120 N e a força de atrito de 60 N atua em sentido oposto à velocidade do piano. Qual é a intensidade da força que o empurra? Considere o sentido em que o piano se move como sendo o positivo.

Q5:

Um objeto tem três forças que atuam nele, como se apresenta no diagrama. Qual é a intensidade da força resultante no objeto?

Q6:

Três operários de demolição empurram uma parede. Os operários empurram com forças de 80 N, 50 N e 60 N no mesmo lado da parede, paralelos uns aos outros. Qual é a força total que atua na parede?

Q7:

Um rapaz e uma rapariga jogam ao jogo da corda, como se mostra no diagrama. O rapaz acelera a rapariga na sua direção puxando a corda com as suas mãos e, enquanto o faz, uma força de atrito de 15 N atua na rapariga em sentido oposto ao movimento desta devido ao atrito das solas dos seus sapatos em contacto com o chão revestido em plástico.

Qual é a força que o rapaz aplica na corda?

Se, em vez disso, fosse o rapaz que tivesse calçado macio nos seus pés que não produzissem força de atrito, a que taxa aceleraria o rapaz em direção à rapariga quando este puxasse a corda?

Q8:

Um homem com uma massa de 85 kg senta-se numa cadeira com uma massa de 35 kg que utiliza uma mola para ajustar a sua altura. A cadeira e o homem aceleram em conjunto para baixo a 1,2 m/s2. A base da cadeira exerce uma força de 164 N para baixo enquanto a cadeira acelera para baixo. Quanta força para baixo a mola exerce na cadeira durante a aceleração para baixo do assento da cadeira?

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