Exercícios sobre força peso (com resolução detalhada)
A força peso está presente e atua sobre todos os corpos que estão sujeitos ao campo gravitacional de outro corpo.
Na Terra, o peso é resultado da ação da aceleração da gravidade e atua verticalmente sobre todos os corpos sendo dirigida para o centro da Terra.
Ela é expressa como:
P = m . g , onde P é a força peso, m é a massa do corpo e g é a aceleração da gravidade;
Teste agora seus conhecimentos sobre o peso resolvendo as questões abaixo.
Questão 1
Durante uma aula de Física, a professora desenhou no quadro uma seta apontando verticalmente para baixo, partindo do centro de um objeto, e disse:
"Esta seta representa uma força muito importante que age sobre todos os corpos próximos à superfície da Terra."
Com base no que foi estudado, assinale a alternativa que descreve corretamente essa força:
a) A força normal, que age perpendicularmente à superfície de contato, sempre apontando para cima.
b) A força de atrito, que age horizontalmente, opondo-se ao movimento do corpo.
c) A força peso, que é a força gravitacional exercida pela Terra sobre o corpo, com direção vertical e sentido sempre voltado para o centro da Terra.
d) A força elástica, que age em molas e objetos elásticos deformados.
Resposta correta: alternativa c) A força peso, que é a força gravitacional exercida pela Terra sobre o corpo, com direção vertical e sentido sempre voltado para o centro da Terra.
A força peso é a força gravitacional exercida pela Terra (ou qualquer outro astro) sobre um corpo.
Suas características são:
- Natureza: Força gravitacional
- Ponto de aplicação: Centro de massa do corpo
- Direção: Vertical
- Sentido: Sempre para baixo (em direção ao centro da Terra)
- Módulo: P = m · g
- Unidade: Newton (N)
A alternativa correta é a letra c).
Questão 2
Sofia tem uma mochila escolar com massa de 4 kg.
Ao carregar a mochila, ela sente o peso do objeto puxando seu corpo para baixo.
Considerando g = 10 m/s², qual é o valor da força peso que a mochila exerce sobre Sofia?
a) 4 N
b) 14 N
c) 20 N
d) 40 N
Resposta correta: alternativa d) 40 N.
A força peso é calculada pela fórmula:
P = m . g
Substituindo os valores dados, ficamos com:
P = 4 . 10 = 40 N
Questão 3
Um estudante deixa cair uma bola de borracha de massa 0,5 kg do alto de um muro, partindo do repouso.
Desprezando a resistência do ar e considerando g = 10 m/s², assinale a alternativa que apresenta corretamente a força peso que age sobre a bola durante a queda e a direção em que ela atua:
a) P = 5 N, direção horizontal, sentido para a frente.
b) P = 50 N, direção vertical, sentido para cima.
c) P = 0,5 N, direção vertical, sentido para baixo.
d) P = 5 N, direção vertical, sentido para baixo, em direção ao centro da Terra.
Resposta correta: alternativa d) P = 5 N, direção vertical, sentido para baixo, em direção ao centro da Terra.
Cálculo da força peso, lembrando que:
P = m . g
P = 0,5 . 10 = 5 N
A força peso sempre tem:
- Direção: vertical
- Sentido: para baixo (em direção ao centro da Terra)
Isso não muda durante a queda — a força peso é constante em módulo, direção e sentido durante toda a queda livre (desprezando as variações da aceleração da gravidade com a altitude).
É justamente essa força peso que causa a aceleração da bola durante a queda livre.
Como P = m . g e pela Segunda Lei de Newton F = m . a, temos que a aceleração da queda é exatamente g = 10 m/s2.
Questão 4
Um bloco de massa 3 kg é colocado sobre um plano inclinado que forma um ângulo de 30° com a horizontal.
Considerando g = 10 m/s² e que sen 30° = 0,5 e cos 30° ≈ 0,87, qual é o valor do componente da força peso paralelo ao plano inclinado, que tende a fazer o bloco deslizar para baixo?
a) 10 N
b) 15 N
c) 26,1 N
d) 30 N
Resposta correta: alternativa b) 15 N.
Em um plano inclinado, a força peso (P) pode ser decomposta em dois componentes, Px e Py.
Veja o diagrama de forças do plano inclinado:
Mas precisamos saber o valor do peso antes de decompô-lo:
P = m . g = 3 . 10 = 30 N
A componente perpendicular ao plano ou Py que pressiona o plano para baixo e que é cancelada pela força normal é dada por:
P⊥= Py = P . cos(θ) = 30 . 0,87 =26,1 N
A componente paralela ao plano inclinado ou Px e responsável por fazer o bloco deslizar é dada por:
P∥ = Px = P . sen(θ) = 30 . sen(30°) = 30 . 0,5 = 15 N
Questão 5
Durante uma aula prática, a professora propôs o seguinte problema:
"Um objeto de massa desconhecida é solto do repouso e, após 4 segundos de queda livre, atinge o chão com velocidade de 40 m/s.
Sabendo que g = 10 m/s², qual é a força peso desse objeto, sabendo que sua massa é de 8 kg?"
Assinale a alternativa que apresenta o peso do objeto e confirma que os dados são consistentes entre si:
a) P = 8 N; os dados são inconsistentes.
b) P = 40 N; os dados são consistentes.
c) P = 80 N; os dados são consistentes.
d) P = 80 N; os dados são inconsistentes.
Resposta correta: alternativa c) P = 80 N; os dados são consistentes.
Vamos resolver essa questão em 3 passos.
Passo 1 — Verificação da consistência dos dados cinemáticos:
v = v0 + g . t = 0 + 10 . 4 = 40 m/s
A velocidade final após 4 s é de fato 40 m/s — os dados cinemáticos são consistentes.
Passo 2 — Cálculo da força peso:
P = m . g = 8 . 10 = 80 N
Passo 3 — Confirmação da consistência:
Na queda livre, a única força que age sobre o objeto é o peso.
Pela Segunda Lei de Newton, temos:
F = m . a ⇒ P = m . g = 8 . 10 = 80 N
Todos os dados são consistentes entre si.
Questão 6
Um bloco de massa 5 kg repousa sobre um plano inclinado de 37° sem atrito.
Uma corda paralela ao plano o mantém em equilíbrio.
Considerando g = 10 m/s², sen 37° = 0,6 e cos 37° = 0,8, qual é a tensão na corda e a força normal que o plano exerce sobre o bloco?
a) T = 30 N e N = 40 N
b) T = 40 N e N = 30 N
c) T = 25 N e N = 43 N
d) T = 50 N e N = 50 N
Resposta correta: alternativa a) T = 30 N e N = 40 N.
Primeiro vamos calcular o peso do bloco:
P = m . g = 5 . 10 = 50 N
Vamos então decompor o peso no plano inclinado:
- P∥ = Px = P . sen(37°) = 50 . 0,6 = 30 N
- P⊥= Py = P . cos(37°) = 50 . 0,8 = 40 N
Como o bloco está em repouso, a tensão na corda equilibra o componente paralelo do peso:
T = P∥ = Px = 30 N
Equilíbrio perpendicular ao plano, pois o bloco não se movimenta nessa direção. A força normal equilibra o componente perpendicular do peso:
N = P⊥ = Py = 40 N
Questão 7
Dois blocos, A (massa 6 kg) e B (massa 4 kg), estão conectados por uma corda ideal e passam por uma polia sem atrito fixada no topo de um plano inclinado de 30° sem atrito.
O bloco A está no plano inclinado e o bloco B está suspenso verticalmente.
Considerando g = 10 m/s² e sen 30° = 0,5, assinale a alternativa que indica corretamente se o sistema está em equilíbrio ou não, justificando com os valores das forças:
a) O sistema está em equilíbrio, pois PA = PB = 60 N.
b) O sistema não está em equilíbrio, pois PA∥ = 30 N e PB = 40 N; o bloco B desce.
c) O sistema está em equilíbrio, pois PA∥ = 40 N e PB = 40 N.
d) O sistema não está em equilíbrio, pois PA∥ = 60 N e PB = 40 N; o bloco A desce.
Resposta correta: alternativa b) O sistema não está em equilíbrio, pois PA// = 30 N e PB = 40 N; o bloco B desce.
Vamos primeiro calcular o peso total dos blocos:
- PA = mA . g = 6 . 10 = 60 N
- PB = mB . g = 4 . 10 = 40 N
Agora podemos decompor o peso de A.
O esquema abaixo mostra as forças presentes no sistema.
A componente do peso de A paralela ao plano (força que tende a fazer A descer o plano) é:
PA = PA= PBsen(30°) = 60 . 0,5 = 30 N
Comparando as forças que atuam na corda, temos:
| Força | Valor | Efeio |
|---|---|---|
|
PA// - puxa A para baixo no plano |
30 N | Tendência: A desce |
| PB - puxa B para baixo | 40 N | Tendência: B desce |
Como PB (40 N) ＞ PA// (30 N), o bloco B tem maior força puxando para baixo.
O sistema não está em equilíbrio — o bloco B desce e o bloco A sobe pelo plano.
Continue praticando com exercícios de física para 1º ano do Ensino Médio (resolvidos)
SOUTO, Ana. Exercícios sobre força peso (com resolução detalhada). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-forca-peso-com-resolucao-detalhada/. Acesso em:
