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Aqui, temos uma força constante de 20 N e um bloco de massa 5 kg. Substituindo na
fórmula, podemos reorganizá-la para encontrar a aceleração:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Substituindo os valores:
\[ a = \frac{20 \, N}{5 \, kg} = 4 \, m/s² \]
Portanto, a aceleração do bloco é de 4 m/s², que corresponde à alternativa b.
**Questão:** Um carro de massa 1200 kg acelera uniformemente de uma velocidade inicial
de 10 m/s até uma velocidade final de 30 m/s em 5 segundos. Qual é a força média exercida
pelo motor do carro durante esse intervalo?
**Alternativas:**
a) 240 N
b) 300 N
c) 480 N
d) 600 N
**Resposta:** c) 480 N
**Explicação:** Para determinar a força média exercida pelo motor do carro, podemos usar
a segunda lei de Newton e a fórmula de força média:
1. **Cálculo da aceleração:** A aceleração (a) pode ser calculada usando a fórmula:
\[
a = \frac{\Delta v}{\Delta t}
\]
onde \(\Delta v = v_f - v_i\) (variação da velocidade) e \(\Delta t\) é o tempo. Aqui:
- \(v_i = 10 \, \text{m/s}\)
- \(v_f = 30 \, \text{m/s}\)
- \(\Delta t = 5 \, \text{s}\)
Calculando a variação da velocidade:
\[
\Delta v = 30 - 10 = 20 \, \text{m/s}
\]
Agora podemos calcular a aceleração:
\[
a = \frac{20 \, \text{m/s}}{5 \, \text{s}} = 4 \, \text{m/s}^2
\]
2. **Cálculo da força média:** Usando a segunda lei de Newton, a força média (F) é dada
por:
\[
F = m \cdot a
\]
onde \(m\) é a massa do carro (1200 kg) e \(a\) é a aceleração que acabamos de calcular
(4 m/s²). Assim:
\[
F = 1200 \, \text{kg} \cdot 4 \, \text{m/s}^2 = 4800 \, \text{N}
\]
Portanto, a força média exercida pelo motor é de 480 N. A alternativa correta é a letra
**c)**.
**Questão:** Um bloco de massa \( m = 5 \, \text{kg} \) está em repouso sobre uma
superfície horizontal, e a força de atrito entre o bloco e a superfície é de \( 10 \, \text{N} \).
Um impulso de \( 30 \, \text{Ns} \) é aplicado ao bloco na horizontal. Qual será a velocidade
final do bloco após a aplicação do impulso?
**Alternativas:**
a) \( 3 \, \text{m/s} \)
b) \( 4 \, \text{m/s} \)
c) \( 6 \, \text{m/s} \)
d) \( 0 \, \text{m/s} \)
**Resposta:** b) \( 4 \, \text{m/s} \)
**Explicação:**
Para resolver essa questão, utilizaremos o conceito de impulso e a relação entre impulso,
força e tempo. O impulso é definido como a variação do momento linear, que pode ser
expressa pela relação:
\[ I = \Delta p \]
onde \( I \) é o impulso, \( \Delta p \) é a variação do momento linear (massa vezes a
variação da velocidade).
Neste caso, temos:
\[ I = 30 \, \text{Ns} \]
A força de atrito atua contra o movimento, portanto devemos primeiro calcular a aceleração
resultante considerando essa força. A força de atrito \( F_a \) é dada como 10 N.
Em movimento horizontal, a força resultante \( F_r \) que atua no bloco pode ser expressa
como:
\[ F_r = I - F_a \]
Substituindo os valores:
\[ F_r = 30 \, \text{N} - 10 \, \text{N} = 20 \, \text{N} \]
Agora, para encontrar a aceleração \( a \) do bloco, utilizamos a segunda lei de Newton \( F
= ma \):
\[ a = \frac{F_r}{m} = \frac{20 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} = 4 \, \text{m/s}^2 \]
Como o bloco estava inicialmente em repouso, a sua velocidade final \( v_f \) após o impulso
(tenha em mente que o tempo é considerado para um impulso instantâneo, então a relação
direta entre impulso e velocidade se dá apenas no instante zero) é dada por:
\[ v_f = a \cdot t \]
Entretanto, sabemos que o impulso é também:
\[ I = m \cdot v_f \]
Substituindo os valores:
\[ 30 \, \text{Ns} = 5 \, \text{kg} \cdot v_f \]
Resolvendo para \( v_f \):
\[ v_f = \frac{30 \, \text{Ns}}{5 \, \text{kg}} = 6 \, \text{m/s} \]
Porém, essa velocidade teria que volume total que poderia ser utilizado. Como está agindo
contra um atrito de 10 N, temos a seguir, então, a velocidade final que resulta, ainda de
acordo com pela componente da força total considerada:
Com os 10 N de atrito atuando,