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fórmula:
\[
v = \frac{d}{t}
\]
onde \( v \) é a velocidade, \( d \) é a distância percorrida e \( t \) é o tempo gasto.
Na nossa questão, temos essas informações:
- Distância \( d = 150 \) metros
- Tempo \( t = 10 \) segundos
Substituindo os valores na fórmula, temos:
\[
v = \frac{150 \, \text{m}}{10 \, \text{s}} = 15 \, \text{m/s}
\]
Portanto, a velocidade do corpo é de 15 m/s, o que corresponde à alternativa b). Essa é a
velocidade constante do corpo durante todo o percurso, caracterizando o movimento
retilíneo uniforme.
**Questão:** Um bloco de massa 5 kg está repousando sobre uma superfície horizontal e é
submetido a uma força horizontal constante de 20 N. Considerando que o coeficiente de
atrito estático entre o bloco e a superfície é de 0,4 e o coeficiente de atrito cinético é de 0,3,
qual será o movimento do bloco?
**Alternativas:**
a) O bloco não se moverá.
b) O bloco se moverá com aceleração constante.
c) O bloco se moverá e parará imediatamente.
d) O bloco se moverá, mas a aceleração não será constante.
**Resposta:** a) O bloco não se moverá.
**Explicação:** Para determinar se o bloco se moverá, precisamos calcular a força máxima
de atrito estático que atua sobre ele.
A força de atrito máximo é dada pela fórmula:
\[ F_{atrito} = \mu_s \cdot N \]
onde \( \mu_s \) é o coeficiente de atrito estático e \( N \) é a força normal. Em uma
superfície horizontal, a força normal é igual ao peso do bloco:
\[ N = m \cdot g \]
onde \( m = 5 \, kg \) e \( g \approx 9,8 \, m/s^2 \).
Calculando o peso:
\[ N = 5 \, kg \cdot 9,8 \, m/s^2 = 49 \, N \]
Agora, podemos calcular a força máxima de atrito estático:
\[ F_{atrito} = 0,4 \cdot 49 \, N = 19,6 \, N \]
Como a força aplicada (\( F = 20 \, N \)) é maior do que a força máxima de atrito estático (\(
19,6 \, N \)), o bloco começaria a se mover. Portanto, essa análise inicial indica que deveria
haver movimento, mas a força de atrito estático ainda se aplica.
A partir do momento em que a força superou o limite do atrito estático, o bloco começaria a
se mover, e então a força de atrito cinético se aplicaria.
Calculando a força de atrito cinético:
\[ F_{atrito \, cinético} = \mu_k \cdot N = 0,3 \cdot 49 \, N = 14,7 \, N \]
Agora, ao subtrair a força de atrito cinético da força aplicada para determinar a força
resultante:
\[ F_{resultante} = F - F_{atrito \, cinético} = 20 \, N - 14,7 \, N = 5,3 \, N \]
Aplicando a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração:
\[ F = m \cdot a \Rightarrow a = \frac{F_{resultante}}{m} = \frac{5,3 \, N}{5 \, kg} = 1,06 \,
m/s^2 \]
Assim, a alternativa **a)** "O bloco não se moverá." está incorreta. A correta, na verdade,
seria **b)** O bloco se moverá com aceleração constante de 1,06 m/s², uma vez que a força
resultante impõe essa aceleração. A questão inicial estava mal formulada.
**Questão:** Um bloco de massa \( m = 2 \, \text{kg} \) é colocado em uma superfície
horizontal sem atrito e é empurrado por uma força constante \( F = 10 \, \text{N} \). Qual
será a aceleração do bloco?
**Alternativas:**
a) \( 2 \, \text{m/s}^2 \)
b) \( 5 \, \text{m/s}^2 \)
c) \( 10 \, \text{m/s}^2 \)
d) \( 0 \, \text{m/s}^2 \)
**Resposta:** b) \( 5 \, \text{m/s}^2 \)
**Explicação:** Para determinar a aceleração do bloco, usamos a segunda lei de Newton,
que afirma que a força total (\( F \)) que atua sobre um corpo é igual ao produto da massa
(\( m \)) do corpo pela sua aceleração (\( a \)). Isso é expresso pela fórmula:
\[
F = m \cdot a
\]
Isolando \( a \), temos:
\[
a = \frac{F}{m}
\]
Substituindo os valores dados na questão:
\[
F = 10 \, \text{N} \quad \text{e} \quad m = 2 \, \text{kg}
\]
Portanto, a aceleração é:
\[
a = \frac{10 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 5 \, \text{m/s}^2
\]
Assim, a resposta correta é a alternativa b). Essa análise mostra que, em uma situação sem
atrito, a força aplicada resulta em uma aceleração diretamente proporcional à força e
inversamente proporcional à massa do objeto.
Questão: Um bloco de massa 5 kg está inicialmente em repouso e é puxado por uma força
constante de 15 N em uma superfície horizontal sem atrito. 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) 3 m/s²