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**Questão:** Um carro de massa 1000 kg está se movendo a uma velocidade constante de
20 m/s em linha reta. De repente, ele decide frear e, após 5 segundos, sua velocidade reduz
para 5 m/s. Qual é a força média aplicada pelos freios durante esse período?
**Alternativas:**
a) 200 N
b) 300 N
c) 500 N
d) 800 N
**Resposta:** b) 300 N
**Explicação:** Para calcular a força média aplicada, podemos usar a segunda lei de
Newton, que relaciona força, massa e aceleração (F = m * a).
Primeiro, precisamos determinar a aceleração do carro durante o período de frenagem. A
aceleração (a) pode ser calculada usando a fórmula:
\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} \]
onde:
- \( \Delta v \) é a variação da velocidade, que é \( v_f - v_i = 5 \, \text{m/s} - 20 \,
\text{m/s} = -15 \, \text{m/s} \)
- \( \Delta t \) é a variação do tempo, que é 5 s.
Substituindo os valores:
\[ a = \frac{-15 \, \text{m/s}}{5 \, \text{s}} = -3 \, \text{m/s}^2 \]
Agora que temos a aceleração, podemos calcular a força média usando a massa do carro (m
= 1000 kg):
\[ F = m \cdot a \]
\[ F = 1000 \, \text{kg} \cdot (-3 \, \text{m/s}^2) = -3000 \, \text{N} \]
O valor negativo indica que a força está atuando na direção oposta ao movimento. No
entanto, a força média aplicada (em termos de magnitude) é 300 N. Dessa forma, a resposta
correta é:
b) 300 N.
**Questão:** Um bloco de madeira de massa 2 kg é colocado em uma superfície horizontal e
é puxado por uma força constante de 10 N. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético
entre a madeira e a superfície é de 0,3, qual será a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) 0,5 m/s²
b) 2 m/s²
c) 3,5 m/s²
d) 5 m/s²
**Resposta:** b) 2 m/s²
**Explicação:** Para resolver essa questão, devemos primeiro calcular a força de atrito que
atua contra o movimento do bloco. A força de atrito (F_atrito) pode ser calculada pela
fórmula:
\[ F_{atrito} = \mu \cdot N \]
onde:
- \( \mu \) é o coeficiente de atrito (0,3),
- \( N \) é a força normal. Em uma superfície horizontal, a força normal é igual ao peso do
bloco, que pode ser calculado como:
\[ N = m \cdot g \]
onde:
- \( m = 2 \, kg \) (massa do bloco),
- \( g \approx 9,8 \, m/s² \) (aceleração da gravidade).
Calculando a força normal:
\[ N = 2 \, kg \cdot 9,8 \, m/s² = 19,6 \, N \]
Agora, substituindo na fórmula da força de atrito:
\[ F_{atrito} = 0,3 \cdot 19,6 \, N \approx 5,88 \, N \]
A força resultante (F_resultante) atuando no bloco pode ser encontrada subtraindo a força
de atrito da força aplicada:
\[ F_{resultante} = F_{aplicada} - F_{atrito} \]
\[ F_{resultante} = 10 \, N - 5,88 \, N \approx 4,12 \, N \]
Agora, para encontrar a aceleração (a) do bloco, usamos a segunda lei de Newton:
\[ F_{resultante} = m \cdot a \]
Substituindo os valores:
\[ 4,12 \, N = 2 \, kg \cdot a \]
Resolvendo para a aceleração:
\[ a = \frac{4,12 \, N}{2 \, kg} \approx 2,06 \, m/s² \]
Arredondando, temos \( a \approx 2 \, m/s² \). Portanto, a resposta correta é a alternativa
b) 2 m/s².
**Questão:** Um bloco de massa 2 kg está inicialmente em repouso em uma superfície
horizontal sem atrito. Uma força constante de 10 N é aplicada horizontalmente sobre o
bloco durante 5 segundos. Qual será a velocidade final do bloco após a aplicação da força?
**Alternativas:**
a) 2 m/s
b) 5 m/s
c) 10 m/s
d) 20 m/s
**Resposta:** b) 5 m/s
**Explicação:** Para resolver essa questão, utilizamos a segunda lei de Newton, que afirma
que a força resultante (F) é igual ao produto da massa (m) pela aceleração (a) do objeto: \(
F = m \cdot a \).
1. **Encontramos a aceleração (a):**
- A força aplicada é de 10 N.
- A massa do bloco é de 2 kg.
Assim, a aceleração pode ser calculada pela equação:
\[
a = \frac{F}{m} = \frac{10 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 5 \, \text{m/s}^2
\]
2. **Calculamos a velocidade final (v) após 5 segundos:**
- Usamos a equação do movimento uniformemente acelerado: