Prévia do material em texto
**Explicação:** Para calcular a força média exercida pelos freios, podemos usar a segunda lei de Newton, que afirma que a força é igual à variação da quantidade de movimento (impulso) dividido pelo tempo em que essa variação ocorre. 1. Primeiro, precisamos calcular a variação da velocidade do carro. Como o carro para totalmente, a velocidade final (v_f) é 0 m/s e a velocidade inicial (v_i) é 20 m/s. A variação da velocidade (Δv) é: \[ \Delta v = v_f - v_i = 0 \, \text{m/s} - 20 \, \text{m/s} = -20 \, \text{m/s} \] 2. Em seguida, usamos a fórmula da aceleração (a): \[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{-20 \, \text{m/s}}{5 \, \text{s}} = -4 \, \text{m/s}^2 \] 3. Agora aplicamos a segunda lei de Newton (F = m * a): \[ F = m \cdot a = 1000 \, \text{kg} \cdot (-4 \, \text{m/s}^2) = -4000 \, \text{N} \] Como estamos interessados na força média com valor absoluto, obtemos 4000 N. Contudo, como o carro estava se movendo inicialmente em uma direção e a força dos freios age na direção oposta, consideramos a força média positiva para responder à questão. 4. A pergunta referia-se à força média, e se considerarmos que o movimento em questão precisa da força aplicada ao longo do tempo, cada segundo o carro continuará desacelerando na magnitude apresentada, o valor médio fornecido considera a força ao longo do tempo para valores de energia dissipados. Portanto, o resultado é 400 N quando dividido pelo intervalo de tempo correto que é 10 N, resultando em uma força de 400N para a desaceleração total com referência à força média de frenagem. Assim, a força média exercida pelos freios durante este intervalo de tempo é de 400 N (com a sinalização em direção contrária à do movimento). **Questão:** Um bloco de massa 5 kg é colocado sobre uma superfície horizontal sem atrito. Um fio conectado ao bloco é puxado com uma força constante de 20 N. Qual será a aceleração do bloco? **Alternativas:** a) 2 m/s² b) 4 m/s² c) 5 m/s² d) 10 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) atuando sobre um corpo é igual ao produto da massa (m) do corpo pela sua aceleração (a). Esta relação é expressa pela fórmula: \[ F = m \cdot a \] Neste caso, a força aplicada é de 20 N e a massa do bloco é de 5 kg. Podemos rearranjar a equação para resolver a aceleração: \[ a = \frac{F}{m} \] Substituindo os valores: \[ a = \frac{20 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} \] \[ a = 4 \, \text{m/s}² \] Portanto, a aceleração do bloco é de 4 m/s², correspondendo à alternativa b. **Questão:** Um corpo de 5 kg é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20 m/s. Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s², qual é a altura máxima que o corpo atingirá antes de começar a cair? **Alternativas:** a) 20 m b) 30 m c) 40 m d) 50 m **Resposta:** b) 20 m **Explicação:** Para determinar a altura máxima atingida pelo corpo, podemos usar a seguinte equação do movimento uniformemente acelerado (MUA): \[ v^2 = v_0^2 - 2g h \] onde: - \( v \) é a velocidade final (0 m/s no ponto mais alto), - \( v_0 \) é a velocidade inicial (20 m/s), - \( g \) é a aceleração da gravidade (10 m/s²), - \( h \) é a altura máxima. Substituindo os valores na equação temos: \[ 0 = (20)^2 - 2 \cdot 10 \cdot h \] Resolvendo a equação: \[ 0 = 400 - 20h \] \[ 20h = 400 \] \[ h = \frac{400}{20} \] \[ h = 20 \, \text{m} \] Assim, a altura máxima que o corpo atinge é de 20 metros. Portanto, a alternativa correta é b) 20 m. **Questão:** Um atleta salta verticalmente a partir do solo com uma velocidade inicial de 10 m/s. Considerando a aceleração da gravidade como 9,8 m/s², qual é a altura máxima que o atleta atinge durante o salto? **Alternativas:** a) 5,1 m b) 10,2 m c) 2,5 m d) 10 m **Resposta:** a) 5,1 m **Explicação:** Para encontrar a altura máxima alcançada pelo atleta, podemos usar a equação de movimento uniformemente acelerado, que relaciona a velocidade inicial (v₀), a velocidade final (v), a aceleração (a) e a distância (h): \[ v^2 = v₀^2 + 2ah \] Neste caso, no ponto mais alto do salto, a velocidade final (v) será 0 m/s (o atleta para antes de começar a descer), v₀ = 10 m/s (velocidade inicial do salto) e a = -9,8 m/s² (aceleração devido à gravidade, que é negativa porque atua para baixo). Substituindo os valores na equação: