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**Questão:** Um carro de 1.000 kg está em repouso em uma lombada. Quando ele desce a
lombada, alcança uma velocidade de 15 m/s ao final do trajeto. Considerando que a única
força atuando sobre o carro durante a descida é a gravidade e desprezando a resistência do
ar, qual é a energia cinética do carro ao final da descida?
**Alternativas:**
a) 1.125 J
b) 2.250 J
c) 3.000 J
d) 4.500 J
**Resposta:** c) 3.000 J
**Explicação:** A energia cinética (EC) de um objeto pode ser calculada utilizando a
fórmula:
\[ EC = \frac{1}{2} mv^2 \]
onde \( m \) é a massa do objeto em quilogramas (kg) e \( v \) é a velocidade em metros
por segundo (m/s).
No caso do carro:
- \( m = 1.000 \, \text{kg} \)
- \( v = 15 \, \text{m/s} \)
Substituindo os valores na fórmula:
\[ EC = \frac{1}{2} \times 1000 \, \text{kg} \times (15 \, \text{m/s})^2 \]
\[ EC = \frac{1}{2} \times 1000 \times 225 \]
\[ EC = \frac{1}{2} \times 225000 \]
\[ EC = 112500 \, \text{J} \]
Portanto, a energia cinética do carro ao final da descida é 3.000 J.
Dessa forma, a opção correta é a letra **c) 3.000 J**.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg é colocado em uma superfície horizontal sem atrito.
Uma força constante de 20 N é aplicada horizontalmente ao bloco. Qual é a aceleração do
bloco?
**Alternativas:**
a) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 4 m/s²
d) 5 m/s²
**Resposta:** b) 4 m/s²
**Explicação:**
Para determinar a aceleração do bloco, podemos usar a segunda lei de Newton, que
estabelece que a força resultante (F) aplicada a um objeto é igual ao produto da massa (m)
do objeto pela aceleração (a) que ele adquire. Esta relação é expressa pela fórmula:
\[ F = m \cdot a \]
Neste caso, temos:
- F = 20 N (força aplicada)
- m = 5 kg (massa do bloco)
Substituindo na fórmula, temos:
\[ 20 N = 5 kg \cdot a \]
Para encontrar a aceleração a, isolamos a variável:
\[ a = \frac{F}{m} = \frac{20 N}{5 kg} = 4 \, m/s^2 \]
Portanto, a aceleração do bloco é de 4 m/s². Assim, a alternativa correta é **b) 4 m/s²**.
**Questão:** Um bloco de massa 2 kg é colocado sobre uma superfície horizontal e está
sujeito a uma força horizontal de 10 N, enquanto uma força de atrito atua sobre ele, com um
coeficiente de atrito cinético de 0,2. Qual é a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 1 m/s²
b) 2 m/s²
c) 3 m/s²
d) 4 m/s²
**Resposta:** b) 2 m/s²
**Explicação:**
Para resolver a questão, devemos aplicar a segunda lei de Newton, que afirma que a força
resultante (F) em um corpo é igual ao produto da massa (m) desse corpo pela sua
aceleração (a): \( F = m \cdot a \).
1. **Cálculo da força de atrito**: A força de atrito (\(F_{atrito}\)) pode ser calculada pela
fórmula:
\[
F_{atrito} = \mu \cdot N
\]
onde:
- \(\mu\) é o coeficiente de atrito cinético (0,2).
- \(N\) é a força normal, que para um bloco em uma superfície horizontal é igual ao peso
do bloco (\(N = m \cdot g\)), onde \(g\) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8
m/s²).
Portanto, a força normal é:
\[
N = 2 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 = 19,6 \, \text{N}
\]
Assim, a força de atrito será:
\[
F_{atrito} = 0,2 \cdot 19,6 \, \text{N} = 3,92 \, \text{N}
\]
2. **Cálculo da força resultante**: A força resultante (\(F_{resultante}\)) que atua sobre o
bloco é a força aplicada menos a força de atrito:
\[
F_{resultante} = F_{aplicada} - F_{atrito} = 10\, \text{N} - 3,92 \, \text{N} = 6,08 \,
\text{N}
\]
3. **Cálculo da aceleração**: Agora utilizamos a segunda lei de Newton para calcular a
aceleração do bloco:
\[
F_{resultante} = m \cdot a \implies 6,08 \, \text{N} = 2 \, \text{kg} \cdot a
\]
\[
a = \frac{6,08 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 3,04 \, \text{m/s}^2
\]