Prova de Física: Desvendando as Leis de Newton no Ensino Médio

Tema: Leis de Newton
Etapa/Série: 1º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 5

Prova de Física: Leis de Newton

Aluno(a): _______________________ Data: _____________

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Instruções: Leia cada questão atentamente e escolha a alternativa correta. Justifique suas respostas quando necessário.

Questões

1. Um carro de massa 1000 kg está acelerando em linha reta. A força resultante aplicada no carro é de 4000 N. De acordo com a segunda lei de Newton, qual é a aceleração do carro?

   a) 2 m/s²

   b) 4 m/s²

   c) 2,5 m/s²

   d) 8 m/s²

2. Um corpo em repouso na superfície da Terra não se move. Que lei de Newton explica esse fenômeno?

   a) Primeira Lei de Newton

   b) Segunda Lei de Newton

   c) Terceira Lei de Newton

   d) Lei da Gravitação Universal

3. Um astronauta no espaço está empurrando um objeto pesado. Qual das seguintes afirmações é verdadeira de acordo com a terceira lei de Newton?

   a) O astronauta não exerce força sobre o objeto.

   b) O objeto exerce uma força maior de volta sobre o astronauta.

   c) O objeto não se move devido à ausência de gravidade.

   d) A força do empurrão do astronauta é igual e oposta à força que o objeto exerce nele.

4. Durante uma colisão, um carro A de 1200 kg colide com um carro B de 800 kg. Se, após a colisão, o carro A perde 10 m/s de velocidade, que força deve ter agido sobre ele se a colisão durou 0,5 s?

   a) 2400 N

   b) 1200 N

   c) 600 N

   d) 4800 N

5. Um bloco de massa m está em uma superfície horizontal com um coeficiente de atrito estático de 0,3. Qual deve ser a força mínima horizontal aplicada no bloco para iniciar seu movimento, sabendo que a aceleração da gravidade é de 10 m/s²?

   a) 3m N

   b) 30m N

   c) 0,3m N

   d) 10m N

Gabarito

1. Resposta: b) 4 m/s²

   Justificativa: De acordo com a segunda lei de Newton (F = m.a), temos que a aceleração (a) pode ser calculada como:

   a = F/m. Portanto, a = 4000 N / 1000 kg = 4 m/s².

2. Resposta: a) Primeira Lei de Newton

   Justificativa: A primeira lei de Newton, também conhecida como lei da inércia, estabelece que um corpo em repouso permanece em repouso a menos que uma força externa atue sobre ele. Reforça a ideia de que objetos em repouso não se movem sem a ação de forças.

3. Resposta: d) A força do empurrão do astronauta é igual e oposta à força que o objeto exerce nele.

   Justificativa: Essa afirmação é um exemplo direto da terceira lei de Newton, que diz que para toda ação existe uma reação igual e oposta.

4. Resposta: a) 2400 N

   Justificativa: Para calcular a força agindo, usamos a variação de momentum (Δp) e o tempo (Δt):

   F = Δp / Δt. A variação de momentum é m.Δv = 1200 kg * 10 m/s = 12000 kg.m/s.

   F = 12000 kg.m/s / 0,5 s = 24000 N.

5. Resposta: b) 30m N

   Justificativa: A força de atrito estático máxima é dada por F = μ * N, onde N é o peso do bloco, N = mg. Portanto, F = 0,3 * m * 10 N = 3m N é a força mínima necessária para mover o bloco.

Essa prova busca avaliar tanto a compreensão básica das Leis de Newton quanto a habilidade de aplicar esses conceitos em situações práticas. As respostas foram elaboradas com base na aplicação direta dessas leis e seus princípios fundamentais, alinhando-se às competências da BNCC para a disciplina de Física no Ensino Médio.