🎄 Atividade de Física sobre as Leis de Newton com Tema de Natal para os estudantes do Ensino Médio. Esta proposta foi elaborada para trabalhar os princípios da dinâmica de forma criativa e contextualizada, aproximando os conceitos físicos do universo natalino e do cotidiano dos estudantes do Ensino Médio. Conheça, baixe e aplique em sala de aula.
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AS TRÊS LEIS DE NEWTON
Isaac Newton foi um físico e matemático inglês, considerado uma das figuras mais influentes da ciência. Entre muitos feitos, ficou famoso pelas três leis, conhecidas como “As Três Leis de Newton”.
1ª LEI: Inércia – Um corpo em repouso (ou em movimento retilíneo uniforme) tende a permanecer nesse estado, a não ser que uma força externa atue sobre ele.
2ª LEI: Princípio Fundamental da Dinâmica – A força resultante aplicada a um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração que ele adquire.
3ª LEI: Ação e Reação – Para toda ação (força), há uma reação (força) de igual intensidade, mesma direção e sentido oposto.
📒 Atividades
1. Em uma casa decorada para o natal suspensa sobre uma lareira, encontra-se uma meia de Natal perfeitamente pendurada e em repouso. Qual representação abaixo representa as forças agindo sobre ela?
2. Em uma noite de Natal, uma criança observa o Papai Noel viajando em seu trenó a uma velocidade constante de 120 km/h.
Em certo momento, as renas freiam bruscamente, desacelerando o trenó. Descreva, com base nas Leis de Newton, o que acontece com o corpo do Papai Noel nesse instante, e qual lei se aplica a está situação.
3. Ao descer rapidamente pela chaminé, o Papai Noel apoia os pés na parede interna da chaminé. Para controlar a velocidade e não deslizar de forma descontrolada, ele empurra a parede da chaminé com uma Força de Ação de 300 N na direção horizontal.
De acordo com a Terceira Lei de Newton, qual é a Força de Reação correspondente?
a) A Reação deve ter a mesma direção da Ação (horizontal). Não se relaciona com o movimento vertical (para baixo) do Papai Noel.
b) A força de Reação é igual em intensidade 300 N tem a mesma direção (horizontal), mas sentido oposto à Força de Ação.
c) Objetos imóveis, como paredes, sempre exercem a Força de Reação correspondente à Ação aplicada. A força nunca é nula.
d) A Terceira Lei exige que a intensidade (módulo) da Ação e da Reação sejam iguais 300 N e não o dobro.
e) A Reação da força horizontal deve ser horizontal. Forças verticais (como peso ou atrito) não são o par da força horizontal aplicada na parede.
4. Segundo a terceira lei de newton ao qual apresenta que para toda ação, há uma reação de igual intensidade, mesma direção e sentido oposto, atuando em corpos distintos. Marque qual dos problemas abaixo não apresenta uma situação relacionada a essa lei.
a) A força que os gases expelidos exercem sobre o foguete do trenó do Papai Noel (propulsão) e a força que o foguete do trenó exerce sobre esses gases.
b) A força peso (atração da Terra) sobre um sino de Natal pendurado pelo seu cabo e a força de tração exercida pelo cabo sobre esse mesmo sino.
c) A atração gravitacional do Papai Noel sobre a Terra e a atração gravitacional da Terra sobre o Papai Noel.
d) A força que o pneu do caminhão de entrega de presentes exerce na estrada (força motora) e a força que a estrada exerce sobre o pneu.
e) A força que a embalagem de um presente exerce sobre o chão e a força que o chão reage sobre a embalagem.
5. Um presente de natal é lançado de uma chaminé com uma aceleração de 9,8 m/S2. A massa desse embrulho pesa 5 Kg. Qual a força resultante desse sistema?
a) 30 N.
b) 32 N.
c) 45 N.
d) 49 N.
e) 50 N.
6. Um carrinho que transportava presentes quebrou, e os ajudantes do Papai Noel precisaram improvisar. Eles colocaram todos os presentes em um tecido resistente, onde dois ajudantes puxarão o sistema, cada um segurando uma ponta na frente.
Imagine que os presentes colocados sobre o tecido possuem as seguintes massas:
– Três presentes 2 kg cada.
– Quatro presentes de 1,5 kg cada.
– Um presente de 5 kg.
– Um presente de 3 kg.
Considere a aceleração da gravidade 9,8 m/s2. Para que o sistema comece a se mover horizontalmente, os dois ajudantes aplicam forças idênticas e paralelas ao chão. Desprezando o atrito entre o tecido e o solo, qual é o módulo mínimo da força que cada ajudante terá que aplicar para iniciar o movimento do sistema (aceleração a ≈ 0)?
a) 98 N.
b) 100 N.
c) 153 N.
d) 164 N.
e) 196 N.
7. O trenó do Papai Noel, carregado de presentes, tem uma massa total de 1000 Kg (incluindo o Papai Noel). Seus ajudantes aplicam uma Força Resultante de 2500 N, para fazê-lo acelerar no gelo (despreze o atrito). Qual é a aceleração (a) inicial do trenó quando a Força Resultante é aplicada?
a) 2,5 m/s.
b) 3,0 m/s.
c) 4,3 m/s.
d) 5,0 m/s.
e) 5,5 m/s.
8. Um homem precisa empurrar uma caixa de presente muito grande. Considerando a Segunda Lei de Newton, ele aplica uma força resultante horizontal de 50 N sobre a caixa, fazendo com que ela se mova com uma aceleração de 2,5 m/S2. Qual é a massa (m) dessa caixa de presentes, em quilogramas?
a) 10 kg.
b) 25 kg.
c) 50 kg.
d) 100 kg.
e) 150 kg.
9. Duas crianças, Ana e Beto, encontram uma corda de pular nova debaixo da árvore de Natal e decidem brincar de cabo de guerra para disputá-la. A corda é puxada horizontalmente por cada uma delas.
Considerando que as forças são colineares e têm sentidos opostos, qual é o módulo e o sentido da força resultante aplicada à corda?
a) 75 N para o lado de Ana.
b) 5 N para o lado de Beto.
c) 35 N para o lado de Beto.
d) 0N
e) 5 N para o lado de Ana.
10. Um ajudante natalino de massa M = 90 kg está em repouso no espaço sideral. Para entregar um presente, ele o arremessa. O presente tem massa m = 10 kg e, devido à força aplicada pelo ajudante, ele adquire uma aceleração de aPRESENTE = 4,5 m/s2. De acordo com as Leis de Newton (Terceira Lei e Segunda Lei), qual é a magnitude da aceleração de recuo (aAJUDANTE) que o ajudante adquire ao lançar o presente?
a) 0,5 m/s2.
b) 1,5 m/s2.
c) 2,0 m/s2.
d) 4,5 m/s2.
e) 5,5 m/s2.
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Planejamento para o professor
Objeto do conhecimento: Leis de Newton com Tema de Natal.
Objetivo da Aula: Compreender as três Leis de Newton por meio de situações do cotidiano natalino, relacionando conceitos de força, movimento, ação e reação a exemplos como o trenó do Papai Noel, presentes em repouso e movimentos durante a ceia de Natal.
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Por Alana Paulo
Licenciada em Física e pós-graduada em Metodologia do Ensino de Física.
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