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Questão 45 da FUVEST 2021

1ª fase · Física: Leis de Newton e aplicações

Considere as seguintes afirmações:

I. Uma pessoa em um trampolim é lançada para o alto. No ponto mais alto de sua trajetória, sua aceleração será nula, o que dá a sensação de “gravidade zero”.

II. A resultante das forças agindo sobre um carro andando em uma estrada em linha reta a uma velocidade constante tem módulo diferente de zero.

III. As forças peso e normal atuando sobre um livro em repouso em cima de uma mesa horizontal formam um par ação-reação.

De acordo com as Leis de Newton:

  1. A
    Somente as afirmações I e II são corretas.
  2. B
    Somente as afirmações I e III são corretas.
  3. C
    Somente as afirmações II e III são corretas.
  4. D
    Todas as afirmações são corretas.
  5. E
    Nenhuma das afirmações é correta.
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Resolução comentada

Vamos testar cada afirmação com as Leis de Newton.

I. No ponto mais alto da trajetória, a velocidade vertical é momentaneamente nula, mas a aceleração não é. Enquanto a pessoa está no ar, só o peso age sobre ela, então a aceleração vale g \approx 9{,}8\ \text{m/s}^2, apontando para baixo. Se a aceleração fosse nula, a pessoa ficaria parada no ar. A sensação de "gravidade zero" vem da queda livre, não de aceleração nula. Falsa.

II. Pela 1ª Lei (inércia), um corpo em linha reta com velocidade constante está em equilíbrio, então \vec{F}_R = 0. Como a aceleração é nula, a resultante tem módulo igual a zero, e não diferente de zero. Falsa.

III. Um par ação-reação (3ª Lei) tem estas características: as forças agem em corpos diferentes, têm a mesma natureza e formam uma interação entre os dois corpos. O peso é a atração da Terra sobre o livro. A normal é o contato da mesa com o livro. Ambas agem no mesmo corpo, o livro, e têm naturezas diferentes. Elas se anulam por causa do equilíbrio (1ª Lei), e não por serem ação e reação. O par do peso seria a atração do livro sobre a Terra. Falsa.

Como as três afirmações são falsas, nenhuma é correta.

Alternativa E.

Pegadinha: A afirmação III engana porque peso e normal têm mesmo módulo e sentidos opostos no livro em repouso, parecendo par ação-reação, mas agem no mesmo corpo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aconsidera I e II corretas, mas a aceleração no ponto mais alto é g e a resultante com velocidade constante é nula.
  • Baceita I e III, mas a aceleração não é nula no topo, e peso e normal agem no mesmo corpo, logo não são ação-reação.
  • Caceita II e III, mas velocidade constante implica resultante nula, e peso e normal não formam par ação-reação.
  • Dconsidera todas corretas, mas as três contrariam as Leis de Newton.

Assunto: Leis de Newton e aplicações.

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