Prévia do material em texto
onde:
- \( v_f \) é a velocidade final,
- \( v_i \) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \( a \) é a aceleração (2 m/s²),
- \( t \) é o tempo de aceleração (10 s).
Substituindo os valores:
\[
v_f = 20 \, \text{m/s} + (2 \, \text{m/s}² \cdot 10 \, \text{s})
\]
\[
v_f = 20 \, \text{m/s} + 20 \, \text{m/s}
\]
\[
v_f = 40 \, \text{m/s}
\]
Portanto, a velocidade final do carro após 15 segundos (5 segundos com velocidade
constante e 10 segundos acelerando) é de 40 m/s.
**Questão:** Um carro de 1200 kg está acelerando uniformemente a partir do repouso.
Após 5 segundos, qual é a velocidade do carro, sabendo que a aceleração é constante e igual
a 4 m/s²?
**Alternativas:**
a) 10 m/s
b) 15 m/s
c) 20 m/s
d) 25 m/s
**Resposta:** a) 20 m/s
**Explicação:** Para encontrar a velocidade do carro após 5 segundos, podemos usar a
fórmula da cinemática que relaciona a velocidade inicial, a aceleração e o tempo:
\[ v = v_0 + a \cdot t \]
onde:
- \( v \) é a velocidade final,
- \( v_0 \) é a velocidade inicial (no caso, 0 m/s, já que o carro está começando do repouso),
- \( a \) é a aceleração (4 m/s²), e
- \( t \) é o tempo (5 s).
Substituindo os valores na fórmula:
\[ v = 0 + (4 \, \text{m/s}^2) \cdot (5 \, \text{s}) \]
\[ v = 0 + 20 \, \text{m/s} \]
Portanto, a velocidade do carro após 5 segundos é de 20 m/s. Assim, a alternativa correta é
a) 20 m/s.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg está em repouso sobre uma mesa horizontal. Se a
força de atrito entre o bloco e a mesa é de 10 N, qual é o valor da força mínima necessária
para que o bloco comece a se mover?
**Alternativas:**
a) 5 N
b) 10 N
c) 15 N
d) 20 N
**Resposta:** b) 10 N
**Explicação:** Para que um objeto comece a se mover, a força aplicada deve ser igual à
força de atrito estático máxima que atua sobre ele. A força de atrito estático (F_atrito) pode
ser calculada pela fórmula:
\[ F_{atrito} = \mu_s \cdot N \]
onde \( \mu_s \) é o coeficiente de atrito estático e \( N \) é a força normal, que, em uma
superfície horizontal sem inclinação, é igual ao peso do objeto.
Como não temos o coeficiente de atrito, utilizamos diretamente a informação de que a força
de atrito é de 10 N (dado que as alternativas já contemplam essa força). Portanto, para que
o bloco comece a se mover, é necessário aplicar uma força mínima de 10 N, que é igual à
força de atrito atuante. Se aplicarmos uma força menor do que 10 N, o bloco continuará em
repouso.
Assim, a resposta correta é a alternativa b) 10 N.
Questão: Um bloco de 2 kg está em repouso em uma superfície horizontal e é puxado com
uma força de 10 N. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é 0,1. Qual
será a aceleração do bloco?
Alternativas:
a) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 3 m/s²
d) 4 m/s²
Resposta: a) 1 m/s²
Explicação: Primeiro, precisamos calcular a força de atrito que atua sobre o bloco. A força de
atrito é dada pela fórmula:
\[ F_{atrito} = \mu \cdot N \]
onde \( \mu \) é o coeficiente de atrito cinético e \( N \) é a força normal. Como o bloco está
em repouso e não há outras forças verticais atuando, a força normal \( N \) é igual ao peso
do bloco, que é:
\[ N = m \cdot g \]
onde \( m = 2 \) kg e \( g \approx 9,81 \) m/s². Assim,
\[ N = 2 \cdot 9,81 = 19,62 \, \text{N} \]
Agora, substituindo na fórmula da força de atrito:
\[ F_{atrito} = 0,1 \cdot 19,62 \approx 1,962 \, \text{N} \]
Agora, determinamos a força resultante \( F_{resultante} \) que age sobre o bloco,
considerando a força de puxão e a força de atrito:
\[ F_{resultante} = F_{puxar} - F_{atrito} \]
onde \( F_{puxar} = 10 \) N. Portanto:
\[ F_{resultante} = 10 - 1,962 \approx 8,038 \, \text{N} \]
Agora, utilizando a segunda lei de Newton, \( F = m \cdot a \), podemos encontrar a
aceleração: